JP4325830B2

JP4325830B2 - Discharge product removal method and image forming apparatus

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Publication number: JP4325830B2
Application number: JP2001085694A
Authority: JP
Inventors: 愛乃野口; 英俊矢野; 高垣　　博光; 徹仲野; 清谷川; 昌彦赤藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002169444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の像担持体に付着した放電生成物を除去する放電生成物除去方法、及び像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置には、その像担持体表面に当接する部材、例えばトナー像転写後の転写残トナーを除去するクリーニング部材が当接している。このため、像担持体表面はこの当接部材との摩擦により経時的に摩耗し、その摩耗が早期に促進されると、像担持体の寿命が縮められる。像担持体の長寿命化を達成するには、その摩耗量をできるだけ少なく抑えることが必要である。像担持体表面の摩耗量を抑える方法の１つとして、その表面に当接する当接部材に対する像担持体表面の摩擦係数を下げることが考えられる。このようにすれば、像担持体表面が当接部材から受ける摩擦力を低減でき、その表面の摩耗量を効果的に少なくすることができる。そのほか、クリーニング部材を廃止して、例えば現像装置によって像担持体上の転写残トナーを除去する方法などを採用することもできる。
【０００３】
ところが、上述のような構成を採用すると、像担持体表面に多量の放電生成物が付着し、これによって像担持体上に異常画像が発生するおそれがある。すなわち、像担持体のまわりには、作動時に放電を伴う装置が設けられており、その放電により窒素酸化物が発生し、これが空気中の物質と結合して硝酸化合物が生成され、これが放電生成物として像担持体表面に付着する。かかる放電生成物が、高湿時に空気中の水分を吸収して像担持体表面の抵抗を低下させ、これによって像担持体上に異常画像が発生するのである。
【０００４】
上記不具合は、像担持体表面に当接する当接部材によって、放電生成物と共に像担持体表面を比較的多量に削り取るように構成すれば発生しないが、前述のように像担持体の寿命を伸ばすために像担持体表面を削らないようにし、或いはその摩耗量が少なくなるように構成すると、像担持体表面に付着した放電生成物を除去することができなくなり、或いはその除去効果が低下するため、上述の異常画像が発生する。このように、像担持体の寿命を伸ばすには、像担持体表面の摩耗量を少なくし、或いはこれを削らないように構成することが有効であるが、このようにすると、像担持体表面に放電生成物が付着し、異常画像が発生する欠点を免れないのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、簡単な構成で像担持体に付着した放電生成物を効率よく除去できる放電生成物除去方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、像担持体の摩耗量を低減して当該像担持体の寿命を伸ばすことができるように構成したときも、放電生成物に基因する異常画像の発生を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記第１の目的を達成するため、画像形成装置の像担持体に付着した放電生成物を除去する放電生成物除去方法において、多孔質材の孔に、高吸水性物質が、水で膨潤した状態で保持されている部材より成る放電生成物除去部材を像担持体表面に接触させて、該放電生成物除去部材によって、放電生成物に水を供給すると共に、放電生成物の水溶液を吸い取って像担持体に付着した放電生成物を除去することを特徴とする放電生成物除去方法を提案する（請求項１）。
【００１１】
さらに、本発明は、上記第２の目的を達成するため、像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、像担持体に付着した放電生成物を除去する放電生成物除去部材を有し、該放電生成物除去部材は、多孔質材の孔に、高吸水性物質が、水で膨潤した状態で保持されている部材より成り、該放電生成物除去部材によって、放電生成物に水を供給すると共に、放電生成物の水溶液を吸い取って放電生成物を除去するように構成されていることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項２）。
【００１２】
また、上記請求項２に記載の画像形成装置において、前記放電生成物除去部材は、少なくとも像担持体に接触する表面の側に水を含んでいると有利である（請求項３）。
【００１５】
さらに、上記請求項２又は３に記載の画像形成装置において、前記放電生成物除去部材は、水に溶けてイオン化した放電生成物を保持するように構成されていると有利である（請求項４）。
【００１６】
また、上記請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、オイラーベルト方式〔幅３０ｍｍの紙テープ（（株）リコー製ＴＹＰＥ６２００ペーパー、縦目使用）〕による測定で像担持体表面の静止摩擦係数が０．４以下に設定されていると有利である（請求項５）。
【００１７】
さらに、上記請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、オイラーベルト方式〔幅３０ｍｍの紙テープ（（株）リコー製ＴＹＰＥ６２００ペーパー、縦目使用）〕による測定で像担持体表面の静止摩擦係数が０．２以下に設定されていると有利である（請求項６）。
【００１８】
また、本発明は、上記第２の目的を達成するため、像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、オイラーベルト方式〔幅３０ｍｍの紙テープ（（株）リコー製ＴＹＰＥ６２００ペーパー、縦目使用）〕による測定で像担持体表面の静止摩擦係数を０．４以下に設定すると共に、像担持体表面に接触して該像担持体に付着した放電生成物を除去する放電生成物除去部材を設け、該放電生成物除去部材は、像担持体に付着した放電生成物を吸着する極性吸着剤と、該極性吸着剤を担持する剤担持体とを有することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項７）。
【００２０】
また、上記請求項７に記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤は、剤担持体に固着されていると有利である（請求項８）。
【００２１】
さらに、上記請求項７又は８に記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、極性吸着剤の粒子を担持していると有利である（請求項９）。
【００２２】
また、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、極性吸着剤を担持し、かつ像担持体表面に接触する弾性体を有していると有利である（請求項１０）。
【００２３】
さらに、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、弾性体と、該弾性体に取り付けられて像担持体表面に接触する表層とを有し、該表層に極性吸着剤が担持されていると有利である（請求項１１）。
【００２４】
また、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、極性吸着剤を担持し、かつ像担持体表面に接触するブラシを有していると有利である（請求項１２）。
【００２５】
さらに、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、極性吸着剤を担持し、かつ複数のローラに巻き掛けられて像担持体表面に接触する無端ベルト状に形成されていると有利である（請求項１３）。
【００２６】
また、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記剤担持体は、巻き取り可能なシート状に形成されていると有利である（請求項１４）。
【００２７】
さらに、上記請求項７乃至１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤は、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土のうちの少なくとも１つより成ると有利である（請求項１５）。
【００２８】
また、上記請求項７乃至１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記極性吸着剤はゼオライトより成り、該ゼオライトの分子構造の酸素環が６員環以上であると有利である（請求項１６）。
【００２９】
さらに、上記請求項２乃至１６のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体自体に低摩擦化粒子が分散されていると有利である（請求項１７）。
【００３０】
また、上記請求項１７に記載の画像形成装置において、像担持体の感光層にフッ素系粒子が分散されていると有利である（請求項１８）。
【００３１】
さらに、上記請求項２乃至１８のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する塗布手段を設けると有利である（請求項１９）。
【００３２】
また、上記請求項２乃至１９のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体表面の水に対する接触角が９０°以上であると有利である（請求項２０）。
【００３３】
さらに、上記請求項２乃至２０のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着するトナーを除去するクリーニング装置とを有し、該クリーニング装置は、像担持体表面の移動方向に関し、帯電装置よりも上流側で、転写装置よりも下流側の像担持体表面部分に当接するクリーニング部材を具備すると有利である（請求項２１）。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明し、併せて像担持体表面の摩耗と、その表面に付着する放電生成物との関係、及びこれにより生じる従来の不具合を図面に即してより具体的に明らかにする。先ず、本発明を適用できる画像形成装置のいくつかの例を、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３５】
図１は画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置は、その本体内に設けられたドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、画像形成動作の開始に伴って、像担持体１は図１における時計方向（矢印Ａ方向）に回転駆動される。このとき像担持体表面には除電ランプ２からの光が照射されて該像担持体表面が除電作用を受け、その表面電位が初期化される。一方、帯電装置の一例である帯電チャージャ３のチャージワイヤ４には帯電電圧が印加され、これにより生じる放電によって、初期化された像担持体表面が所定の極性、例えば−９００Ｖに一様に帯電される。
【００３６】
ドラム状の感光体に代え、複数のローラに巻き掛けられて走行駆動されるベルト状の感光体より成る像担持体、或いは誘電体より成る像担持体などを用いることもできるが、いずれの場合も、像担持体はその表面が移動するように支持される。
【００３７】
上述のようにして帯電された像担持体表面には、潜像形成手段の一例であるレーザ書き込み装置５から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって像担持体表面に画信号に対応した静電潜像が形成される。レーザ光を照射された像担持体表面の電位は、例えば−１５０Ｖとなり、ここが静電潜像、すなわち画像部となり、レーザ光の照射されない像担持体表面部分の電位はほぼ−９００Ｖに維持され、ここが地肌部となる。ＬＥＤを有する潜像形成手段などを用いることもできる。
【００３８】
静電潜像は、これが現像装置６を通るとき、トナー像として可視像化される。ここに一例として示した現像装置６は、トナーとキャリアを有する乾式の二成分系現像剤Ｄを収容した現像ケース７と、像担持体１に対向配置されて回転する現像ローラ８と、回転しながら現像剤Ｄを撹拌するスクリュー９，１０とを有している。トナーは、キャリアとの摩擦によって所定の極性、図の例ではマイナス極性に帯電され、かかるトナーを含む現像剤Ｄは現像ローラ８の周面に担持されて搬送され、現像ローラ８と像担持体１との間の現像領域に運ばれる。このとき、現像ローラ８には、所定の現像バイアス（例えば−６００Ｖの電圧）が印加され、これによって現像領域に運ばれて磁気ブラシ状となった現像剤中のトナーが像担持体１に形成された静電潜像、すなわち画像部に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。キャリアを含まない乾式の一成分系の現像剤や、液状の現像剤などを用いる現像装置を採用することもできる。
【００３９】
また、像担持体１には、転写装置の一例である転写ローラ１１が対置され、この転写ローラ１１は像担持体表面に当接しながら図１における反時計方向に回転駆動される。かかる転写ローラ１１と、像担持体１との間に、図示していない給紙部から給送され、レジストローラ対１２の回転により所定のタイミングで矢印Ｂ方向に送り出された転写材Ｐが通過する。このとき転写ローラ１１には、像担持体上のトナー像のトナーと逆極性、本例ではプラスの転写電圧が印加されている。これにより像担持体表面に形成されたトナー像に整合できるタイミングで送り出された転写材Ｐ上に、そのトナー像が転写される。このようにして、像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写するのである。
【００４０】
転写ローラ１１と像担持体１の間を通った転写材Ｐは、分離爪１３により像担持体１から分離されて図示していない定着装置を通過し、このとき、熱と圧力の作用によって、転写されたトナー像が転写材上に定着される。次いでこの転写材Ｐは画像形成装置本体外に排出される。ここでは、転写材Ｐとして、例えば紙、樹脂シート又は樹脂フィルムなどが用いられるが、後述するように中間転写体より成る転写材を用いるように画像形成装置を構成することもできる。また転写ローラ１１に代えて、例えば転写チャージャ、転写ブラシ、転写ブレード又はこれらの１つと転写ベルトを有する転写装置などを用いることもできる。
【００４１】
上述のようにトナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着しているトナーは、クリーニング装置１４により除去される。ここに一例として示したクリーニング装置１４は、クリーニングケース１６と、そのケース１６に基端部が支持され、先端エッジ部が像担持体表面に圧接したゴムなどの弾性体より成るクリーニングブレード１７と、トナー排出スクリュー１８とを有し、そのクリーニングブレード１７によって像担持体上のトナーが掻き取り除去される。除去されたトナーは、回転するトナー排出スクリュー１８によってクリーニングケース外に排出される。このようにして、転写材に転写されずに像担持体表面に残された転写残トナーが像担持体表面から除去される。クリーニングブレード１７は、像担持体表面に当接して、その表面に付着したトナーを除去するクリーニング部材の一例を構成している。
【００４２】
図１に符号１９で示したものは放電生成物除去部材であるが、これについては後に詳しく説明する。
【００４３】
図１に示した画像形成装置においては、像担持体の表面を帯電する帯電装置として帯電チャージャ３が用いられているが、これ以外の帯電装置を用いてもよく、例えば、帯電ローラ、帯電ブレード、又は帯電ブラシなどから成る帯電装置を用いることもできる。図２乃至図４に示す画像形成装置においては、帯電装置が、像担持体表面に当接し、又は微小間隔をあけて対置された帯電ローラ２０より成り、この帯電ローラ２０に直流電圧、又は交流電圧に直流電圧を重畳した帯電電圧が印加され、これにより生じる放電によって像担持体表面が、例えばほぼ−９００Ｖに帯電される。図２に示した画像形成装置の他の構成と作用は図１に示した画像形成装置と変りはない。
【００４４】
また図３及び図４に示した画像形成装置においては、クリーニング装置１４が、クリーニングブレード１７のほかに、像担持体表面に当接しながら回転するクリーニングブラシ２１として構成されたクリーニング部材を有している。図３に符号２２で示すものは潤滑剤を塊状に形成した潤滑剤ブロック、図４に符号２３で示すものも潤滑剤を塊状に形成した潤滑剤ブロックであり、符号２４で示すものは潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材であるが、これらについては後述する。図３及び図４に示した画像形成装置の他の構成は、図２に示した画像形成装置と相違するところはない。
【００４５】
以上のように、本例の画像形成装置は、表面が移動するように支持された像担持体と、その像担持体の表面を帯電する帯電装置と、その帯電装置により帯電された像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、その静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、該トナー像を転写材に転写する転写装置とを有していると共に、トナー像の転写が行われる転写位置を通過した像担持体表面に付着するトナーを除去するクリーニング装置を有し、このクリーニング装置は、像担持体表面の移動方向に関し、帯電装置よりも上流側で、転写装置よりも下流側の像担持体表面部分に当接するクリーニング部材を具備している。現像装置６によって転写残トナーを除去するように構成したときは、クリーニング装置を省略することもできる。また図示した例では、潜像形成手段は、帯電された像担持体表面を露光してその表面に静電潜像を形成するように構成されているが、この形式以外の潜像形成手段を採用することもできる。
【００４６】
ここで、像担持体表面には、クリーニング装置１４のクリーニング部材が当接しているので、その表面が経時的に摩耗し、その摩耗が進むと、像担持体表面の帯電電位が低くなり、地肌部にトナーが付着する地汚れが著しくなる。像担持体まわりに配置されたプロセスユニットなどの構成によっても異なるが、像担持体１の感光層の膜厚が、例えば約３０％削れると、地汚れの発生が顕著となる。像担持体のベース上に積層された感光層の厚みが例えば３０μｍであるとしたとき、その削れ量が例えば約９乃至１０μｍとなると、地汚れが著しく発生するようになる。かかる像担持体は新たな像担持体と交換することが望ましい。
【００４７】
上述したところから判るように、像担持体の寿命を伸ばすには、その表面の感光層の摩耗ができるだけ少なくなるようにすればよく、このためには像担持体表面の摩擦係数をできるだけ小さく設定することが望ましい。
【００４８】
図５は、横軸に像担持体表面の静止摩擦係数をとり、縦軸に像担持体表面の平均摩耗量をとって、これらの関係の一例を示すグラフである。同図の実線Ｘは、図１に示す画像形成装置において、直径３０mmの像担持体の表面に圧接するクリーニングブレード１７の線圧を１８ｇ／cm、像担持体表面の線速を１１４mm／secとし、Ａ４サイズの転写材Ｐを、その長辺が転写材の移動方向に対して直交する向きとなる横向きで搬送し、かかる転写材Ｐを、１０万枚連続的に転写ローラ１１と像担持体１の間に通紙したときの像担持体表面の摩耗量と像担持体表面の摩擦係数の関係を示している。横軸の摩擦係数の数値は、それ自体周知な「オイラーベルト方式」で測定したときの像担持体表面の静止摩擦係数の値である。本明細書における摩擦係数の値は、全て、オイラーベルト方式によるものである。
【００４９】
図５から、像担持体表面の摩耗量は、像担持体表面の静止摩擦係数が小さくなるに従って少なくなることが判る。図５の例では、像担持体表面の静止摩擦係数が約０．５であるときの像担持体表面の摩耗量は約１０μｍであり、像担持体表面の静止摩擦係数が約０．２以下となると、像担持体表面はほとんど削られなくなる。
【００５０】
ここで、図５から理解されるように、像担持体表面の静止摩擦係数が０．４以下であると、１０万枚の通紙後も、像担持体表面の摩耗量を、前述の９乃至１０μｍよりも大幅に少ない６乃至７μｍ程度に抑えることができ、同じく０．３以下であると、摩耗量を３乃至４μｍに抑えることができ、像担持体の寿命を大幅に伸ばすことができる。像担持体表面の摩擦係数が０．２以下であると、さらにその寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
【００５１】
ところが、先にも説明したように、像担持体表面の経時的な摩耗量が少なくなると、像担持体表面に付着する放電生成物も削られなくなり、或いはその削り量が少なくなって、現像後の像担持体表面に異常画像が発生するようになる。放電生成物の発生と、これらに関連する不具合を、図示した画像形成装置に即して説明すると以下のとおりである。
【００５２】
前述のように、図１に示した帯電チャージャ３は、そのチャージワイヤ４に所定の帯電電圧が印加され、このときの放電によって像担持体表面を帯電させるものであるが、その放電時にオゾンや窒素酸化物が発生し、その窒素酸化物が空気中の物質などと結合して硝酸アンモニウムなどの硝酸化合物が生成され、これが放電生成物として像担持体表面に付着する。画像形成動作を終了して、像担持体１が停止した時、帯電チャージャに対向する像担持体表面部分に放電生成物が多量に付着する。図２乃至図４に示した画像形成装置においては、帯電装置として帯電ローラ２０が用いられているが、この場合も窒素酸化物が発生し、硝酸化合物が放電生成物として像担持体表面に付着する。帯電ブラシや帯電ブレードなどから成る帯電装置を用いたときも同様である。転写電圧が印加された転写ローラ１１からの放電によっても、放電生成物が像担持体上に付着することがあり、転写ローラ以外の転写装置を用いたときも同様である。
【００５３】
上述のようにして、像担持体表面に付着した硝酸化合物より成る放電生成物は、水溶性であるため、空気中の水分を吸収して水に溶解し、イオンに解離して像担持体表面の抵抗値を低下させる。従ってかかる放電生成物が、像担持体表面の画像部と地肌部にまたがって多量に付着したとき、これを放置したとすれば、特に高湿時に異常画像が発生する。
【００５４】
図６及び図７は、これを説明する図であり、これらのグラフの横軸は像担持体表面の位置を示し、縦軸は像担持体表面の電位（Ｖ）を示している。像担持体表面に放電生成物が付着していないときは、図６に示すように、レーザ光の照射されない地肌部の表面電位はほぼ−９００Ｖとなり、レーザ光が照射された画像部の表面電位はほぼ−１５０Ｖとなる。現像ローラ８に印加される現像バイアスは−６００Ｖである。図６に示したように、像担持体上の地肌部及び画像部の表面電位と、現像バイアスとの電位差によって、マイナス極性に帯電したトナーが地肌部に付着せずに画像部の方に静電的に付着する。
【００５５】
これに対し、画像部と地肌部にまたがって像担持体表面に放電生成物が付着したときの像担持体の表面電位を図７に実線で示す。図７の破線は、放電生成物が付着しないときの電位、すなわち図６に示した電位の状態を示している。像担持体表面に放電生成物が付着すると、その表面の抵抗値が低下するので、図７の実線のように、地肌部の電荷が画像部の方に流れ、画像部の電位の絶対値が高くなる。このため、画像部の表面電位と現像バイアスとの差が小さくなり、現像後の画像部のトナー像濃度が低くなり、或いは所定のトナー像が形成されなくなる。このような異常画像は、画像ぼけ或いは画像流れ、ないしは白抜けなどとも称せられている。
【００５６】
また、地肌部の面積に対して、画像部の面積が大きいときは、画像部の表面電位の絶対値が上昇する割合よりも、地肌部の表面電位の絶対値が低下する割合が大きくなり、これによって現像後の像担持体表面の地肌部にスジ状のトナー像（所謂黒スジ）が形成されることもある。このように、多量の放電生成物が像担持体表面に付着すると、特に高湿時に、白抜けや黒スジの異常画像が像担持体表面に形成されるのである。
【００５７】
上述の放電生成物は、像担持体表面の摩耗量が多いときは、その感光層と共に削り取られるので、放電生成物に基因する異常画像の発生を防止することができ、図５に示した例では、像担持体表面の摩耗量が約３μｍより多いときは異常画像の発生は見られない。これに対し、摩耗量が３μｍ以下となると異常画像が発生する。
【００５８】
以上のように、像担持体の寿命を伸ばすには、その表面の経時的な摩耗を抑えることが好ましいが、従来の画像形成装置においては、その摩耗量が少なすぎるとき、現像後の像担持体表面に放電生成物に基因する異常画像が発生し、最終的に転写材上に形成された画像の画質が劣化する欠点を免れなかった。
【００５９】
本例の画像形成装置においては、上述の如く互いに相反する要求を満足させるため、像担持体１の表面の静止摩擦係数が０．４以下、好ましくは０．３以下、特に好ましくは０．２以下に設定され、これにより像担持体の長寿命化を達成することができるようにすると共に、像担持体表面に接触して像担持体１の表面に付着した放電生成物を除去する放電生成物除去部材１９が設けられ、これによって、放電生成物に基因する異常画像が像担持体に形成される不具合を阻止できるように構成されている。像担持体表面の静止摩擦係数を０．４以下、特に０．２以下に設定することにより、その表面の摩耗量を減少させて像担持体の寿命を伸ばし、像担持体表面の静止摩擦係数をこのように低下させたときに問題となる異常画像の発生を、放電生成物除去部材１９を設けることによって阻止したのである。
【００６０】
放電生成物除去部材１９は各種態様で構成することができ、以下にその各例を説明する。
【００６１】
図８は図１乃至図４に示した放電生成物除去部材１９の拡大断面図であり、図９はその縦断面図である。ここに示した放電生成物除去部材１９は、金属又は硬質樹脂などの高剛性材料より成る芯軸２５と、その外側に同心状に固定された円筒状の含水部材２６と、その含水部材２６のまわりを密閉した状態で覆った高吸水性部材２７とから構成されている。芯軸２５は画像形成装置本体に対して不動に固定されていてもよいが、この例では放電生成物除去部材１９が図示していない支持体に回転可能に支持されている。
【００６２】
含水部材２６は、含水性の弾性体より成ることが好ましく、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ブチレンゴム、エラストマーなどの発泡体、或いは海綿、ウレタンフォームなどの多孔質体より成るが、これに限られたものではない。かかる弾性を有する含水部材２６には水が含まれている。
【００６３】
また、高吸水性部材２７は、例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダー、又はこれらの誘導体や、これらの共重合体ポリマーより成る。或いは、ポリエチレンオキサイド等のポリアルキルオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリアクリルアミド、ポリプロピレングリコール、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、アルブミン、アルギン酸、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、グルコース、キシロース、スクロース、マルトース、アラビノース、α−シクロデキストリン、でんぷん、又はこれらの共重合体、グラフト重合体、架橋体などによって高吸水性部材２７を構成できるが、これらの材料に限定されるものではない。かかる高吸水性部材２７は、その内側の含水部材２６から水を供給されてゲル状となり、粘着性を持ち、適度な水分を保つ。
【００６４】
上述の如く構成された放電生成物除去部材１９は、その高吸水性部材２７の外周面が像担持体表面の軸方向における画像形成領域全幅に亘って圧接しながら、像担持体１の回転に従動して回転する。このとき、高吸水性部材２７は、ほぼ自由に変形できるシート状をなし、これがゲル状となっており、しかもその内側の含水部材２６は弾性を有しているので、放電生成物除去部材１９は、像担持体１の周方向に或る幅Ｎ（図８）をもって像担持体表面に圧接する。放電生成物除去部材１９を像担持体１の回転に従動させて連れ回わりさせる代りに、その放電生成物除去部材１９を図示していない駆動装置によって回転駆動するように構成することもできる。
【００６５】
放電生成物が付着している像担持体表面を水で拭き取った後、その像担持体上にトナー像を形成すると画像ぼけが発生しない事実からも、放電生成物は水溶性であることが判る。従って、上述の放電生成物除去部材１９によって、像担持体上の放電生成物を次のようにして除去することができる。
【００６６】
前述のように放電によって像担持体表面に付着した硝酸化合物より成る放電生成物が、像担持体１の回転に伴って、像担持体１と放電生成物除去部材１９との接触部に至ると、含水部材２６から供給された水によってゲル状となった高吸水性部材２７に含まれた水分に放電生成物が接触し、その放電生成物が水に溶け込み、像担持体表面に対する放電生成物の付着力が弱められ、かかる放電生成物が高吸水性部材２７に吸収されて保持される。
【００６７】
放電生成物除去部材１９が１回転すると、高吸水性部材２７にイオンとして保持された放電生成物の一部が、再び水と共に像担持体表面に滲み出して放電生成物除去部材１９を離れることがあるが、このようなことがあっても、硝酸化合物は水に対する溶解度が非常に高く、水に大量に溶け込むことができるので、放電生成物除去部材１９を離れた放電生成物は、新たに像担持体表面に付着した放電生成物と一緒に再び高吸水性部材２７に取り込まれて保持される。このようにして、像担持体表面の静止摩擦係数を０．４以下、好ましくは０．２以下に設定し、その表面の摩耗を抑えても、放電生成物除去部材１９を通過した像担持体表面には、放電生成物が実質的に付着していないか、又はその量が極めて少なくなり、高湿時においても、放電生成物に基因する異常画像が発生する不具合を阻止できる。異常画像生じない程度にまで放電生成物を除去した後の像担持体表面を帯電装置によって帯電することにより、帯電後の像担持体の表面電位が均一となり、しかも静電潜像の形成に必要な所定の電位を確保でき、これによって高品質な画像を形成することができるのである。
【００６８】
放電生成物除去部材１９をローラ状に形成し、これを回転させるように構成すると、像担持体表面の放電生成物を除去する効率を高めることができるが、放電生成物除去部材を他の形態に形成することもできる。例えば、弾性を有する含水部材を立方体状に形成し、その少なくとも１つの面にシート状の高吸水性部材を取り付けて放電生成物除去部材を構成し、その高吸水性部材を像担持体表面に圧接させるようにしてもよい。
【００６９】
上述の放電生成物除去部材は、像担持体表面に当接する高吸水性部材と、その高吸水性部材に供給する水を含んだ含水部材とを有し、これらの部材が一体的に組み付けられ、高吸水性部材が像担持体表面に接触して、その表面に付着した放電生成物を除去するように構成されている。
【００７０】
これに対し、図１０に示すように、剛体より成る芯軸３２に、弾性を有する円筒状の多孔質材２９を固定し、その多孔質材の孔２９に、高吸水性物質３０を水で膨潤させた状態で保持して成るローラ状の放電生成物除去部材１９を用いることもできる。例えば、多孔質材２９の表面に粉体状の高吸水性物質をまぶすようにして塗布してその高吸水性物質を多孔質材２９の孔３１に充填すると共に、その高吸水性物質を水で膨潤させ、その膨潤させた状態で高吸水性物質３０を多孔質材２９の孔３１に保持させるのである。
【００７１】
より具体的に示すと、多孔質材２９の孔３１は、例えば０．５mm程の径を有し、かかる孔３１中に、例えば０．１μｍ乃至０．５μｍ程度の粒径の粉末状の高吸水性物質３０が、水で膨潤した状態で保持されている。図１０に示した例では、多孔質材２９の表面に露出した多数の孔３１にのみ、高吸水性物質３０が保持されているが、多孔質材２９の内部の孔にも高吸水性物質３０を充填してもよい。また、多孔質材２９の表面に露出した孔３１以外の外周面部分３３には、高吸水性物質が付着していても、或いは付着していなくともよい。このように高吸水性物質３０が保持された側の放電生成物除去部材１９の表面を像担持体表面に接触させる。
【００７２】
多孔質材２９は、疎水性であっても親水性であってもよいが、本例の多孔質材２９は、親水性を有する弾性材料によって構成されている。多孔質材２９が弾性を有していると、これが像担持体表面に接触したとき、その表面に傷を付ける不具合を防止できる。
【００７３】
図１０に示した放電生成物除去部材１９も、図示していない支持体に回転可能に支持し、その放電生成物除去部材１９を像担持体１の回転に従動させて回転させ、或いは駆動装置によって回転駆動させることが好ましい。多孔質材２９は、前述の含水部材２６と同じ材料により構成することができ、また高吸水性物質３０も、前述の高吸水性部材２７と同じ材料により構成することができる。
【００７４】
放電によって像担持体表面に付着した硝酸化合物より成る放電生成物が、像担持体１の回転に伴って、像担持体１と図１０に示した放電生成物除去部材１９との圧接部の入口側に至ると、その放電生成物は、像担持体表面から、水で膨潤した高吸水性物質３０に転移し、高吸水性物質３０中に保持される。高吸水性物質３０は、多量の水分を吸収して膨潤するが、水に溶解することはなく、しかも像担持体表面に対する押圧力や雰囲気の湿度に応じて、水を吐き出したり吸い込んだりする、所謂呼吸をし、水溶性の放電生成物を、吐き出した水で溶解させ、その放電生成物の水溶液を吸い取る働きをする。放電生成物が高吸水性物質３０に取り込まれて保持されるのである。
【００７５】
また、この場合も、高吸水性物質３０にイオンとして保持された放電生成物の一部が、再び水と共に像担持体表面に滲み出して放電生成物除去部材１９を離れることがあるとしても、硝酸化合物は水に対する溶解度が非常に高いので、新たに像担持体表面に付着した放電生成物と一緒に再び高吸水性物質３０に取り込まれ、保持される。このようにして、放電生成物除去部材１９を通過した像担持体表面には、放電生成物が実質的に付着していないか、又はその量が極めて少なくなり、高湿時においても、放電生成物に基因する画像ぼけが発生する不具合を阻止できる。
【００７６】
また図１０に示した多孔質材２９は親水性であるので、同じ親水性の高吸水性物質３０と多孔質材２９とが互いに付着しやすくなり、高吸水性物質３０を多孔質材２９の孔３１に保持する機能が高められる。多孔質材２９に対する高吸水性物質３０の保持性を高めることができるのである。
【００７７】
さらに、感光体より成る像担持体の表面は疎水性であり、これに圧接した多孔質材２９と高吸水性物質３０は親水性であるため、両者の付着力は弱いものとなり、高吸水性物質３０が像担持体表面に移行し難くなり、高吸水性物質３０を長期に亘って多孔質材２９に保持しておくことができる。しかも、像担持体表面にわずかな高吸水性物質３０が付着したとしても、その高吸水性物質３０と像担持体表面の付着力が弱いので、クリーニング装置１４のクリーニング部材、図１に示した例ではクリーニングブレード１７によって、像担持体表面に付着した高吸水性物質を、その表面に傷をつけない程度の弱い力で取り除くことができる。
【００７８】
また、図１０に示した放電生成物除去部材１９を用いると、その放電生成物除去部材１９は、像担持体表面に付着した放電生成物に対して水を供給するとほぼ同時に、その放電生成物を高吸水性物質３０に吸い込むので、放電生成物除去後の像担持体表面の特性が不均一となる不具合も防止できる。
【００７９】
上述のように、図１０に示した放電生成物除去部材１９は、多孔質材の孔に、高吸水性物質が、水で膨潤した状態で保持された部材より成るが、この放電生成物除去部材１９もローラ状以外の適宜な形態に形成することができる。
【００８０】
図８乃至図１０に示した例では、像担持体表面に接触した放電生成物除去部材１９によって、放電生成物に水を供給すると共に、放電生成物の水溶液を吸い取って、像担持体表面に付着した放電生成物を除去するように構成され、当該放電生成物除去部材１９が水に溶けてイオン化した放電生成物を保持できるように構成されているが、これらの図に示した形態以外の放電生成物除去部材を採用することもできる。その際、放電生成物除去部材が、少なくとも像担持体に接触する表面の側に水を含んでいることが好ましい。
【００８１】
また、放電生成物除去部材が、像担持体表面に付着した放電生成物を吸着する極性吸着剤と、その極性吸着剤を担持する剤担持体を有し、かかる放電生成物除去部材を、表面の静止摩擦係数が０．４以下、又は０．２以下に設定された像担持体表面に接触させて像担持体表面に付着した放電生成物を除去するように構成することもできる。図１１はその一例を示す、図８と同様な断面図であり、図１２は図１１に示した放電生成物除去部材１９の縦断面図である。なお、図１１における符号４３はホッパを示し、符号５０Ａはこのホッパ４３に収容された極性吸着剤を示しているが（図１３、図１５乃至図１７においても同じ）、これらについては後に詳しく説明する。
【００８２】
図１１及び図１２に示した放電生成物除去部材１９は、極性吸着剤を担持したローラ状の剤担持体３４を有し、この剤担持体３４は、金属などの剛体より成る芯軸３５と、その外側に同心状に固定された円筒状の弾性体３６とから成り、芯軸３５の長手方向各端部は図示していない支持体に支持されている。かかる剤担持体３４の弾性体３６に極性吸着剤が担持され、その弾性体３６の外周面が像担持体表面に接触する。極性吸着剤は、像担持体表面に付着して極性分子状態となり、或いは水に溶けてイオン化した放電生成物を静電的に吸着して、像担持体表面からその放電生成物を除去する用をなす。図１１及び図１２に示した例では、かかる極性吸着剤が剤担持体３４の弾性体３６に固着されて担持されている。
【００８３】
極性吸着剤としては、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土などを用いることができるが、ゼオライトを用いることが好ましい。
【００８４】
以下、ゼオライトにより構成された極性吸着剤を用いて像担持体表面に付着した放電生成物を除去する作用を説明する。
【００８５】
一般にゼオライト結晶はアルミノケイ酸塩の３次元骨組み構造を持つ縮合アニオンの大きな空洞に水分子と交換性のカチオンが含まれている。カチオンの種類と数によって多様な構造をとっている。従って、ゼオライトの性質としては、結晶内の酸素による環状構造の空洞による分子ふるい作用（分子ふるい作用）、可逆的なイオン交換作用を示し（イオン交換作用）、さらに、分子ふるい作用やカチオンの作用による分子の形状および寸法に応じて、あるいは双極子、四極子、不飽和結合を有する物質及び分極性の強い物質などを吸着分離する作用を示す（吸着分離作用）。また、結晶を構成する空洞内の電子ポテンシャルエネルギー場の中を物質が移動することができる（空洞内拡散）。結晶内の空洞径が、現時点で最も小さい３Ａ型ゼオライト（約３Åの空洞径）でも、水分を吸着することなどにより乾燥作用を持っている（乾燥作用）と共にアンモニア、水素、メタノールなども吸着する。ゼオライトの１種であるモレキュラーシーブ（商品名）などは結晶内にカチオンを持っているためこのカチオンとの静電引力による極性分子に対して活性アルミナやシリカゲルよりも強い親和性を示す（イオン親和性作用）。さらに、各種の化学反応を引起す触媒作用も示す（触媒作用）。
【００８６】
以上のような一般的性能を持つゼオライトを剤担持体に担持させ、これを像担持体表面に接触させることにより、画像流れの原因物質である放電生成物を効果的に除去することができる。
【００８７】
画像流れの原因物質の除去に対してゼオライトが効果を示す理由については詳しいことは不明であるが、次のように考えられる。
【００８８】
空気中の水分を吸湿した硝酸アンモニウムはイオン化している（このイオン化が像担持体表面の低抵抗化を引起し画像流れの発生となる）。水分でイオン化した硝酸アンモニウムに、剤担持体に担持されたゼオライトが接触すると、ゼオライトのイオン交換作用、吸着分離作用、空洞内拡散などによりアンモニウムカチオンがゼオライトに吸着し、残った硝酸イオンは水分と共に硝酸となる。しかし、ゼオライトの乾燥作用により硝酸は脱水されることになる。脱水された硝酸は光や熱で分解する性質があり、最終的に二酸化窒素に分解し空気中に飛散していったり、或いは水分を含んだ硝酸はゼオライトの担持体に吸着されることも考えられる。いずれにせよ、ゼオライトとの接触でゼオライトの各作用が複合的に作用することによって、硝酸アンモニウムは除去され、像担持体表面からは画像流れの原因物質である放電生成物が除去される。
【００８９】
活性炭などの非極性吸着剤も分子を吸収する能力を有しているが、かかる非極性吸着剤は、放電生成物を静電的に吸着することはできず、放電生成物の吸着には適していない。ゼオライトを初めとする極性吸着剤を剤担持体に担持させた放電生成物除去部材を像担持体表面に接触させることにより、放電生成物を効率よく吸着して、放電生成物を像担持体表面から効果的に除去することができるのである。
【００９０】
上述の如き性質を有するゼオライトを図１１及び図１２に示した弾性体３６の周面に固着して担持し、これを像担持体表面に接触させることにより、像担持体表面から放電生成物を効率よく除去できる。このため、像担持体１の長寿命化を達成すべく、その表面の摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下と大きく下げ、当該表面の摩耗量が少なくなるように構成したときも、像担持体上に異常画像のない高品質なトナー像を形成することができる。しかも、放電生成物の除去のために水を使用する必要がないため、放電生成物除去後の像担持体表面の特性を一層均一化できる。
【００９１】
図１１及び図１２に示したように、剤担持体３４が、極性吸着剤を担持し、かつ像担持体表面に接触する弾性体３６を有していると、その弾性体３６は、像担持体表面に対し、その周方向に或る幅Ｎ１をもって当接することができるので、剤担持体３４が均一に、かつ広い面積で像担持体表面に当接し、像担持体表面に付着した放電生成物を均一に除去することが可能となる。弾性体３６は、例えば、ゴム、軟質樹脂、その発泡体、例えば発泡ポリウレタンなどの軟質弾性材料により構成される。
【００９２】
また、図１３に示すように、図１１及び図１２に示した剤担持体の弾性体３６の外周面に、さらに表層３７を巻き付けて固定し、その表層３７の表面に、例えばゼオライトより成る極性吸着剤を固着して担持し、当該表層３７の表面を像担持体表面に当接させるように構成することもできる。表層３７としては、ゴム、紙、布、樹脂シートなどの適宜なシート材を用いることができ、その表面に極性吸着剤が固着されて担持されている。図１４は、表層３７として紙を用い、その紙のセルロース繊維３８に結晶化したゼオライト５０が固着されている様子を示す拡大説明図である。
【００９３】
上述のように、放電生成物除去部材１９の剤担持体３４が、弾性体３６と、その弾性体３６に取り付けられて像担持体表面に接触する表層３７とを有し、その表層３７に極性吸着剤が固着されて担持されるように構成すると、図１１及び図１２に示した放電生成物除去部材により奏せられる効果のほか、極性吸着剤を担持した表層３７が劣化したとき、その表層３７を弾性体３６から取り外し、新たな表層３７を、それまで使用していた弾性体３６に巻き付けるだけで、これを再び放電生成物除去部材１９として使用することができる。芯軸３２と弾性体３６を、長期に亘って何度も使用でき、廃棄物の量を減らすことができるのである。
【００９４】
また、図１５に示すように、例えばゼオライトより成る極性吸着剤が固着されて担持された多数の繊維より成るブラシ３９を有する剤担持体３４を用い、そのブラシ３９を像担持体１の表面に接触させるように構成することもできる。各ブラシ３９の繊維には、例えば図１４に示したところと同様にして、結晶化したゼオライトを固着させることができる。このようにブラシ３９を像担持体表面に当接させると、そのブラシ３９と像担持体表面とに作用する摩擦力を低減でき、像担持体への負荷を軽減することができる。このため、像担持体１の回転に要する電力を低減できると共に、像担持体に回転むらが発生することを防止でき、像担持体上のトナー像にすじ状の濃度むらが発生する不具合を阻止できる。
【００９５】
また、図１６に示すように、剤担持体３４を、複数のローラ４０に巻き掛けられた無端ベルト状に形成し、その無端ベルト状の剤担持体３４の表面に極性吸着剤を固着して担持し、かかる剤担持体３４の表面が像担持体１の表面に接触するように構成することもできる。このような剤担持体３４を有する放電生成物除去部材１９を用いると、その剤担持体３４が像担持体表面に均一に当接し、かつ放電生成物除去部材１９と像担持体表面の接触面積が拡大するので、像担持体表面の放電生成物をより一層均一かつ効果的に除去することができる。
【００９６】
図１１乃至図１３、図１５及び図１６に示した放電生成物除去部材１９を回転不能に固定しておくこともできるが、これらの放電生成物除去部材を、像担持体表面に接触しながら回転する回転体として構成すると、その放電生成物除去部材１９の全周を像担持体表面に接触させて利用することができ、その寿命を伸ばすことが可能となる。
【００９７】
その際、放電生成物除去部材１９が自由に回転できるように、その放電生成物除去部材１９を支持し、放電生成物除去部材１９が像担持体の回転に従動して矢印方向に回転できるように構成すると、放電生成物除去部材１９の駆動装置を省略でき、画像形成装置のコスト低減を達成できる。
【００９８】
放電生成物除去部材１９を図示していない駆動装置により回転駆動することもできるが、その際、放電生成物除去部材１９の表面線速と、像担持体１の表面線速が互いに相違するように構成すると、像担持体表面と放電生成物除去部材１９との摺擦作用を高め、像担持体表面に付着した放電生成物をより効率よく除去することができる。
【００９９】
また、図１７に示すように、放電生成物除去部材１９の剤担持体３４をシート状に形成し、そのシート状の剤担持体３４の表面にゼオライトなどの極性吸着剤を固着して担持し、該剤担持体３４を、供給ローラ４１に巻回し、その供給ローラ４１から繰り出されたシート状の剤担持体３４の表面を像担持体１の表面に接触させ、放電生成物を除去した後の剤担持体３４を巻き取りローラ４２に巻き取るように構成することもできる。このように、剤担持体３４を巻き取り可能なシート状に形成すると、トナーで汚されたシート状の剤担持体３４を、巻き取りローラ４２を回転駆動することにより当該巻き取りローラ４２に巻き取ることができるので、放電生成物除去部材１９の放電生成物除去機能を常に高く保つことができる。
【０１００】
以上説明した例では、剤担持体に極性吸着剤を固着してその極性吸着剤を剤担持体に担持させたが、剤担持体に極性吸着剤の粒子、特に粉末状となった極性吸着剤を担持させ、その極性吸着剤を像担持体上に付着させるように構成することもできる。例えば、図１１、図１３、図１５、図１６及び図１７に示すように、放電生成物除去部材１９の上方に設けたホッパ４３に粉末状の極性吸着剤５０Ａを収容し、放電生成物除去部材１９を矢印方向に移動させながら、ホッパ４３から適量ずつ極性吸着剤５０Ａを剤担持体３４上に供給する。放電生成物除去部材１９の剤担持体３４は、粉末状の極性吸着剤を担持して像担持体表面に接触しながら回転し、像担持体１の表面にその極性吸着剤を塗布し、これにより像担持体表面の放電生成物を除去することができる。
【０１０１】
或いは、極性吸着剤を塊状に形成した吸着剤ブロック（図示せず）を、回転する剤担持体３４に圧接させて、その吸着剤ブロックから極性吸着剤を削り取り、その削り取った粉末状の極性吸着剤を剤担持体３４に担持して、像担持体表面に塗布するように構成することもできる。
【０１０２】
上記構成によれば、粉末状の極性吸着剤を像担持体表面に供給するので、その像担持体表面に付着した放電生成物を効率よく除去することができる。また、この構成においては、剤担持体３４の表面に極性吸着剤を固着しておく必要はないので、剤担持体に固着することが困難な極性吸着剤を用いる場合に、これらの構成を有利に採用することができる。勿論、剤担持体３４に極性吸着剤を固着し、かつその剤担持体に粉末状の極性吸着剤を担持させるように構成することもできる。
【０１０３】
剤担持体の形態は以上説明した例に限定されるものではなく、例えば紙、布、フェルト、プラスチック、ゴムなどに極性吸着剤を担持し、板状、スティック状などの形態に形成することもできる。
【０１０４】
前述のように、放電生成物を吸着する極性吸着剤としては、ゼオライト、シリカアルミナ系吸着剤、シリカゲル、アルミナゲル、活性アルミナ、活性白土のうちの少なくとも１つを用いることができるが、特にゼオライトは、その空洞に放電生成物を静電的に吸着でき、その除去効果を高めることができる。ゼオライトの分子構造の酸素環は、３、４、５、６、８、１０、１２、１８の８種類が存在し、いずれの酸素環のゼオライトも採用できるが、当該酸素環が６員環以上、特に８員環以上であると、その空洞の入口径が大きいため、放電生成物を効果的に吸着させることができる。
【０１０５】
また、像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用いると、その表面の硬度が高いため、像担持体の寿命を大きく伸ばし、しかも極性吸着剤によりその像担持体表面に付着した放電生成物を除去して、異常画像の発生を防止することができる。
【０１０６】
以上説明した放電生成物除去部材１９を像担持体表面に当接させる位置は適宜設定できるが、図１乃至図４に示したように、帯電装置よりも像担持体表面移動方向上流側であって、クリーニング装置１４よりも下流側の像担持体表面部分に放電生成物除去部材１９を当接させると、放電生成物を除去した直後の像担持体表面を帯電させることができるので、帯電後の像担持体表面の電位不足が発生する不具合をより確実に防止することができる。
【０１０７】
また、放電生成物除去部材１９を常時、像担持体表面に当接させておいてもよいが、これらを像担持体表面に対して接離可能に支持してもよい。その際、例えば、非画像形成時に像担持体１を回転させながら、放電生成物除去部材１９を像担持体表面に当接させて放電生成物を除去し、画像形成時には、放電生成物除去部材１９を像担持体表面から離しておくように構成することもできる。その際、放電生成物除去部材１９を像担持体表面に当接させて、像担持体を少なくとも１回転させ、像担持体１の全周に亘って放電生成物の除去動作を行うことが好ましい。
【０１０８】
放電により生じた反応生成物を除去する方法には、大きく分けて、反応生成物を像担持体表面に付着させない方法と、像担持体表面に一旦付着した放電生成物を除去する方法の２つがあるが、本例の画像形成装置では、上述のように、後者の方法が採用されている。
【０１０９】
像担持体表面に付着した放電生成物を除去する装置として、像担持体表面に当接する水塗布部材と、その水塗布部材により像担持体表面に塗布された水を除去する水除去用部材とを互いに離して配置した装置が公知であるが、この装置は、２つの部材を必要とするため、装置の構成が複雑化し、かつそのコストが上昇する欠点を免れない。これに対し、上述した各例の放電生成物除去部材１９を用いると、１つの部材だけで像担持体上の放電生成物を除去することも可能となり、その構成を簡素化でき、かつそのコストを低減することができる。
【０１１０】
一方、像担持体表面の静止摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下に設定するには、適宜な構成を採用できる。例えば、像担持体自体に、低摩擦化粒子を均一に分散して、像担持体表面の平滑性を高めることもできる。具体的には、像担持体１の感光層に、例えばフッ素系粒子を分散させる。かかる構成によれば、画像形成装置の構造を複雑化させることなく、像担持体表面の静止摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下に設定することが可能である。
【０１１１】
また、図１及び図２に示した画像形成装置において、その現像装置６の現像剤Ｄ中に、例えばフッ素系粒子（例えば、商品名ルブロン）、又はステアリン酸亜鉛粒子などから成る潤滑剤を混入し、この潤滑剤を像担持体表面に塗布して、その表面の静止摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下にすることもできる。この構成によると、像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布手段を、現像装置を利用して構成できるので、画像形成装置の構造が複雑化することを防止できる。
【０１１２】
また、図３に示すように、像担持体表面に当接しながら回転して、像担持体表面の転写残トナーを除去するクリーニングブラシ（ファーブラシ）２１に、潤滑剤を塊状に形成した潤滑剤ブロック２２を圧接させ、そのクリーニングブラシ２１の回転によって固形状の潤滑剤ブロック２２から潤滑剤を削り取り、これを像担持体表面に塗布して、その表面の静止摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下にすることもできる。この場合の潤滑剤としては、例えばＰＴＦＥ等のフッ素系潤滑剤を用いることができる。この例では、潤滑剤ブロック２２と、クリーニングブラシ２１が、像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布手段を構成する。
【０１１３】
さらに、図４に示した画像形成装置においては、回転するブラシより成る塗布部材２４を像担持体表面に当接させると共に、その塗布部材２４に、潤滑剤ブロック２３を圧接し、塗布部材２４の回転によって潤滑剤ブロック２３から潤滑剤を削り取り、これを像担持体表面に塗布して、その表面の静止摩擦係数を０．４以下、又は０．２以下に下げるようにしてもよい。クリーニングブラシ２１と塗布部材２４の回転方向は、時計方向であっても反時計方向であってもよい。
【０１１４】
上述のように像担持体の表面に、その外部から潤滑剤を塗布する塗布手段を用いると、像担持体表面の静止摩擦係数を所望する値に制御しやすくなるが、かかる塗布手段と、前述のように像担持体全体に低摩擦化粒子を分散させる構成を併用することもできる。
【０１１５】
また、上述した各構成において、像担持体１の表面の水に対する接触面を９０°以上に設定し、像担持体表面の表面エネルギーを小さくすると、その表面に放電生成物が付着し難くなり、放電生成物除去部材１９によって効率よく放電生成物を除去することが可能となる。
【０１１６】
なお、前述のように、像担持体表面の静止摩擦係数の値は図１８に示すオイラーベルト式〔日本機械学会機械工学便覧基礎編Ａ３力学・機械力学３５頁（１９８６）参照〕と称せられる方法によって測定、計算した値である。これを簡単に説明すると、ベース１３１の上に支持台１３２を固定し、その上にドラム状の感光体より成る像担持体１を不動に固定支持する。この像担持体１の周面に、９０°の角度範囲に亘って、幅３０mmの紙テープ〔（株）リコー製ＴＹＰＥ６２００ペーパー、縦目〕１３３を掛け、その一端に０．９８Ｎ（１００ｇ重）の重り１３７を取り付け、その他端をフォースゲージ１３４のフック１３５に引っ掛ける。ここで、フォースゲージ１３４を矢印Ｃ方向にゆっくりと引き、紙テープ１３３が像担持体１の周面を滑って移動を開始した時のフォースゲージの値Ｆ（Ｎ）を読み、μ＝（２／π）×ｌn（Ｆ／Ｗ）から静止摩擦係数μが計算される。Ｆは読み取り荷重（Ｎ）、Ｗは重りの重量（Ｎ）、πは円周率である。
【０１１７】
また、本発明は、帯電した像担持体表面を像露光して、その表面電位の絶対値が低下した部分を地肌部とし、その絶対値が高く維持された部分を静電潜像とし、ここにトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置や、像担持体上のトナー像を一旦、中間転写体より成る転写材に転写し、その中間転写体上のトナー像を最終的な転写材である記録媒体上に転写する画像形成装置などにも広く適用できる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、像担持体の寿命を伸ばすように構成したときも、像担持体表面に形成される放電生成物に基因する異常画像の発生を防止することができる。
【０１２０】
特に請求項２０に係る発明によれば、像担持体表面に放電生成物を付着させ難くでき、しかも付着した放電生成物を容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。
【図２】画像形成装置の他の例を示す部分断面概略図である。
【図３】画像形成装置のさらに他の例を示す部分断面概略図である。
【図４】画像形成装置のさらに別の例を示す部分断面概略図である。
【図５】像担持体表面の静止摩擦係数と、その摩耗量の関係の一例を示すグラフである。
【図６】像担持体表面の電位を説明する図である。
【図７】像担持体表面に異常画像が形成される理由を説明する図である。
【図８】放電生成物除去部材の一例を示す横断面図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】放電生成物除去部材の他の例を示す横断面図である。
【図１１】放電生成物除去部材のさらに他の例を示す横断面図である。
【図１２】図１１に示した放電生成物除去部材の縦断面図である。
【図１３】放電生成物除去部材のさらに別の例を示す横断面図である。
【図１４】セルロース繊維に固着されたゼオライトを示す説明図である。
【図１５】放電生成物除去部材のさらに他の例を示す横断面図である。
【図１６】放電生成物除去部材のさらに別の例を示す図である。
【図１７】放電生成物除去部材のさらに他の例を示す図である。
【図１８】オイラーベルト式の測定法で像担持体表面の摩擦係数を測定する方法を説明する図である。
【符号の説明】
１像担持体
６現像装置
１４クリーニング装置
２８生成物除去部材
２９多孔質材
３０高吸水性物質
３１孔
３４剤担持体
３６弾性体
３７表層
３９ブラシ
４０ローラ
５０ゼオライト
５０Ａ極性吸着剤
Ｐ転写材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge product removal method for removing discharge products attached to an image carrier of an image forming apparatus, and an image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier to a transfer material.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus of the above type configured as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine having at least two of these functions has a member that comes into contact with the surface of the image carrier, such as a transfer residue after transferring a toner image. A cleaning member for removing the toner is in contact therewith. For this reason, the surface of the image carrier is worn over time due to friction with the contact member, and if the wear is accelerated early, the life of the image carrier is shortened. In order to achieve a long life of the image carrier, it is necessary to minimize the amount of wear. As one method for suppressing the amount of wear on the surface of the image carrier, it is conceivable to reduce the coefficient of friction of the surface of the image carrier with respect to the abutting member that abuts the surface. In this way, the frictional force that the image carrier surface receives from the contact member can be reduced, and the amount of wear on the surface can be effectively reduced. In addition, a method of removing the transfer residual toner on the image carrier with a developing device, for example, by eliminating the cleaning member can be employed.
[0003]
However, when the configuration as described above is employed, a large amount of discharge products adhere to the surface of the image carrier, which may cause an abnormal image on the image carrier. That is, around the image carrier, there is a device that is accompanied by a discharge during operation, and the discharge generates nitrogen oxides, which combine with substances in the air to produce nitrate compounds, which generate discharges. It adheres to the surface of the image carrier as an object. Such a discharge product absorbs moisture in the air at high humidity and decreases the resistance of the surface of the image carrier, thereby generating an abnormal image on the image carrier.
[0004]
The above problem does not occur if the contact member that contacts the surface of the image carrier is configured to scrape a relatively large amount of the surface of the image carrier together with the discharge product. However, as described above, the life of the image carrier is extended. For this reason, if the surface of the image carrier is not scraped, or if the wear amount is reduced, the discharge product adhering to the surface of the image carrier cannot be removed, or the removal effect is reduced. The above-described abnormal image is generated. As described above, in order to extend the life of the image carrier, it is effective to reduce the amount of wear on the surface of the image carrier or not to cut it. Therefore, it is unavoidable that the discharge product adheres to the surface and an abnormal image is generated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A first object of the present invention is to provide a discharge product removal method capable of efficiently removing discharge products attached to an image carrier with a simple configuration.
[0007]
The second object of the present invention is to prevent the occurrence of abnormal images due to discharge products even when the wear amount of the image carrier is reduced to extend the life of the image carrier. An object is to provide an image forming apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the present invention provides a discharge product removal method for removing a discharge product attached to an image carrier of an image forming apparatus. A discharge product removing member comprising a member held in a swollen state with water is brought into contact with the surface of the image carrier, and water is supplied to the discharge product by the discharge product removing member. The present invention proposes a discharge product removal method characterized in that the discharge product adhering to the image carrier is removed by sucking the aqueous solution.
[0011]
Furthermore, in order to achieve the second object, the present invention provides a discharge generator for removing a discharge product adhering to an image carrier in an image forming apparatus for transferring a toner image formed on the image carrier to a transfer material. The discharge product removal member comprises a member in which a highly water-absorbing substance is held in a state of being swollen with water in the pores of the porous material, and by the discharge product removal member, The present invention proposes an image forming apparatus configured to supply water to a discharge product and absorb an aqueous solution of the discharge product to remove the discharge product (claim 2).
[0012]
Further, in the image forming apparatus according to claim 2, it is advantageous that the discharge product removing member contains water at least on the surface side in contact with the image carrier (claim 3).
[0015]
Further, in the image forming apparatus according to claim 2 or 3, it is advantageous that the discharge product removing member is configured to hold an ionized discharge product dissolved in water. ).
[0016]
5. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the surface of the image bearing member is stationary as measured by an Euler belt method (paper tape having a width of 30 mm (TYPE 6200 paper manufactured by Ricoh Co., Ltd., using vertical eyes)). It is advantageous if the coefficient of friction is set to 0.4 or less (claim 5).
[0017]
Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 2 to 4, the surface of the image carrier is stationary by measurement using an Euler belt method (paper tape having a width of 30 mm (type 6200 paper manufactured by Ricoh Co., Ltd., using vertical eyes)). It is advantageous if the friction coefficient is set to 0.2 or less (claim 6).
[0018]
In order to achieve the above second object, the present invention provides an image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier onto a transfer material in an Euler belt system [30 mm wide paper tape (manufactured by Ricoh Co., Ltd.). The static friction coefficient of the surface of the image carrier is set to 0.4 or less by the measurement using TYPE 6200 paper (longitudinal)), and discharge products attached to the image carrier are removed by contacting the surface of the image carrier. A discharge product removing member is provided, the discharge product removing member having a polar adsorbent that adsorbs the discharge product attached to the image carrier and an agent carrier that carries the polar adsorbent. An image forming apparatus is proposed.
[0020]
In the image forming apparatus according to claim 7, it is advantageous that the polar adsorbent is fixed to an agent carrier (claim 8).
[0021]
Furthermore, in the image forming apparatus according to claim 7 or 8, it is advantageous that the agent carrier carries polar adsorbent particles (claim 9).
[0022]
In the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, it is advantageous that the agent carrier has an elastic body that carries a polar adsorbent and contacts the surface of the image carrier. (Claim 10).
[0023]
Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, the agent carrier has an elastic body and a surface layer attached to the elastic body and in contact with the surface of the image carrier. It is advantageous if a polar adsorbent is supported on the surface layer (claim 11).
[0024]
In the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, it is advantageous that the agent carrier has a brush carrying a polar adsorbent and contacting the surface of the image carrier. (Claim 12).
[0025]
Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, the agent carrier carries a polar adsorbent and is wound around a plurality of rollers to contact the surface of the image carrier. It is advantageous if it is formed in a shape (claim 13).
[0026]
In the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, it is advantageous that the agent carrier is formed in a rollable sheet shape (claim 14).
[0027]
15. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the polar adsorbent is at least one of zeolite, silica-alumina-based adsorbent, silica gel, alumina gel, activated alumina, and activated clay. This is advantageous (claim 15).
[0028]
In the image forming apparatus according to any one of claims 7 to 14, it is advantageous that the polar adsorbent is made of zeolite, and the oxygen ring of the molecular structure of the zeolite is a six-membered ring or more (claim). 16).
[0029]
Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 2 to 16, it is advantageous that the low friction particles are dispersed in the image carrier itself (claim 17).
[0030]
In the image forming apparatus according to claim 17, it is advantageous that fluorine-based particles are dispersed in the photosensitive layer of the image carrier (claim 18).
[0031]
Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 2 to 18, it is advantageous to provide an application means for applying a lubricant to the surface of the image carrier (claim 19).
[0032]
In the image forming apparatus according to any one of claims 2 to 19, it is advantageous that the contact angle of the surface of the image carrier with respect to water is 90 ° or more (claim 20).
[0033]
The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 20, further comprising: an image carrier, a charging device that charges the image carrier, and a latent image that forms an electrostatic latent image on the charged image carrier. An image forming unit, a developing device that visualizes the electrostatic latent image as a toner image, a transfer device that transfers the toner image to a transfer material, and an image carrier that has passed a transfer position where the toner image is transferred. A cleaning device for removing toner adhering to the body surface, the cleaning device being upstream of the charging device and downstream of the transfer device with respect to the moving direction of the surface of the image carrier. It is advantageous to provide a cleaning member that abuts on (claim 21).
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, and the relationship between the wear of the surface of the image carrier and the discharge products adhering to the surface, and the conventional problems caused thereby will be described with reference to the drawings. Make it clear. First, some examples of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic view showing an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus shown here has an image carrier 1 configured as a drum-shaped photoconductor provided in the main body, and the image carrier 1 is shown in FIG. 1 as the image forming operation starts. It is rotated in the clockwise direction (arrow A direction). At this time, the surface of the image carrier is irradiated with light from the static elimination lamp 2, and the surface of the image carrier is subjected to a static elimination action, and its surface potential is initialized. On the other hand, a charging voltage is applied to the charging wire 4 of the charging charger 3 which is an example of the charging device, and the initialized image carrier surface is uniformly charged to a predetermined polarity, for example, −900 V, by the discharge generated thereby. Is done.
[0036]
Instead of the drum-shaped photoconductor, an image carrier made of a belt-like photoconductor wound around a plurality of rollers and driven, or an image carrier made of a dielectric can be used. However, the image carrier is supported so that its surface moves.
[0037]
The surface of the image carrier charged as described above is irradiated with light-modulated laser light L emitted from a laser writing device 5 which is an example of a latent image forming unit. An electrostatic latent image corresponding to is formed. The potential of the surface of the image carrier irradiated with the laser beam is, for example, −150 V, and this is an electrostatic latent image, that is, an image portion, and the potential of the surface portion of the image carrier that is not irradiated with the laser light is maintained at approximately −900 V. This is the background part. A latent image forming unit having an LED can also be used.
[0038]
The electrostatic latent image is visualized as a toner image when it passes through the developing device 6. The developing device 6 shown as an example here includes a developing case 7 containing a dry two-component developer D having toner and a carrier, a developing roller 8 that is disposed opposite to the image carrier 1 and rotates. However, it has screws 9 and 10 for stirring the developer D. The toner is charged to a predetermined polarity by friction with the carrier, in the example shown in the figure, minus polarity, and the developer D containing the toner is carried on the peripheral surface of the developing roller 8 and conveyed, and the developing roller 8 and the image carrier. To the development area between 1. At this time, a predetermined developing bias (for example, a voltage of −600 V) is applied to the developing roller 8, whereby the toner in the developer that is carried to the developing region and becomes a magnetic brush is formed on the image carrier 1. The formed electrostatic latent image, that is, electrostatically moves to the image portion, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image. A developing device using a dry one-component developer not containing a carrier, a liquid developer, or the like can also be employed.
[0039]
Further, a transfer roller 11, which is an example of a transfer device, is opposed to the image carrier 1, and this transfer roller 11 is rotationally driven counterclockwise in FIG. 1 while being in contact with the surface of the image carrier. Between the transfer roller 11 and the image carrier 1, the transfer material P fed from a paper feeding unit (not shown) and fed in the direction of arrow B at a predetermined timing by the rotation of the registration roller pair 12 passes. To do. At this time, the transfer roller 11 is applied with a polarity opposite to that of the toner of the toner image on the image carrier, that is, a positive transfer voltage in this example. As a result, the toner image is transferred onto the transfer material P sent out at a timing that can be aligned with the toner image formed on the surface of the image carrier. In this way, the toner image formed on the image carrier is transferred to a transfer material.
[0040]
The transfer material P passing between the transfer roller 11 and the image carrier 1 is separated from the image carrier 1 by the separation claw 13 and passes through a fixing device (not shown). At this time, due to the action of heat and pressure, The transferred toner image is fixed on the transfer material. Next, the transfer material P is discharged out of the image forming apparatus main body. Here, for example, paper, a resin sheet, or a resin film is used as the transfer material P. However, as will be described later, the image forming apparatus can be configured to use a transfer material made of an intermediate transfer member. Further, instead of the transfer roller 11, for example, a transfer charger, a transfer brush, a transfer blade, or a transfer device having one of them and a transfer belt may be used.
[0041]
As described above, the toner adhering to the surface of the image carrier that has passed the transfer position where the toner image is transferred is removed by the cleaning device 14. The cleaning device 14 shown here as an example includes a cleaning case 16, a cleaning blade 17 made of an elastic body such as rubber, the base end portion of which is supported by the case 16, and the front end edge portion pressed against the surface of the image carrier, The toner on the image carrier is scraped off and removed by the cleaning blade 17. The removed toner is discharged out of the cleaning case by the rotating toner discharge screw 18. In this way, the transfer residual toner that is not transferred to the transfer material and remains on the surface of the image carrier is removed from the surface of the image carrier. The cleaning blade 17 constitutes an example of a cleaning member that contacts the surface of the image carrier and removes toner adhering to the surface.
[0042]
A reference numeral 19 in FIG. 1 denotes a discharge product removing member, which will be described in detail later.
[0043]
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, the charging charger 3 is used as a charging device for charging the surface of the image carrier. However, other charging devices may be used, for example, a charging roller or a charging blade. Alternatively, a charging device including a charging brush or the like can also be used. In the image forming apparatus shown in FIGS. 2 to 4, the charging device is composed of a charging roller 20 that is in contact with the surface of the image carrier or is opposed to each other with a minute interval. A charging voltage obtained by superimposing a DC voltage on the voltage is applied, and a discharge generated thereby charges the surface of the image carrier to, for example, approximately −900V. Other configurations and operations of the image forming apparatus shown in FIG. 2 are the same as those of the image forming apparatus shown in FIG.
[0044]
In the image forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4, the cleaning device 14 has a cleaning member configured as a cleaning brush 21 that rotates in contact with the surface of the image carrier in addition to the cleaning blade 17. Yes. 3 is a lubricant block in which a lubricant is formed in a lump shape, and FIG. 4 is a lubricant block in which a lubricant is formed in a lump shape. FIG. 24 is a lubricant block in which a lubricant is formed in a lump shape. Is a coating member for coating the surface of the image bearing member, which will be described later. Other configurations of the image forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4 are not different from those of the image forming apparatus shown in FIG.
[0045]
As described above, the image forming apparatus of this example includes an image carrier that is supported so that the surface moves, a charging device that charges the surface of the image carrier, and an image carrier that is charged by the charging device. A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface; a developing device that visualizes the electrostatic latent image as a toner image; and a transfer device that transfers the toner image to a transfer material. And a cleaning device that removes toner adhering to the surface of the image carrier that has passed the transfer position where the toner image is transferred. The cleaning device is upstream of the charging device with respect to the moving direction of the image carrier surface. And a cleaning member that is in contact with the surface portion of the image carrier on the downstream side of the transfer device. When the developing device 6 is configured to remove the transfer residual toner, the cleaning device can be omitted. In the illustrated example, the latent image forming means is configured to expose the surface of the charged image carrier and form an electrostatic latent image on the surface. It can also be adopted.
[0046]
Here, since the cleaning member of the cleaning device 14 is in contact with the surface of the image carrier, the surface of the image carrier is worn over time. The soiling where toner adheres to the area becomes remarkable. Although depending on the configuration of the process units arranged around the image carrier, for example, when the film thickness of the photosensitive layer of the image carrier 1 is scraped by about 30%, the occurrence of background stains becomes significant. If the thickness of the photosensitive layer laminated on the base of the image carrier is 30 μm, for example, if the scraping amount is about 9 to 10 μm, for example, background smearing will occur remarkably. It is desirable to replace such an image carrier with a new image carrier.
[0047]
As can be seen from the above, in order to extend the life of the image carrier, it is only necessary to minimize the wear of the photosensitive layer on the surface. For this purpose, the friction coefficient of the surface of the image carrier is set as small as possible. It is desirable to do.
[0048]
FIG. 5 is a graph showing an example of these relationships, with the horizontal axis representing the static friction coefficient of the image carrier surface and the vertical axis representing the average amount of wear on the image carrier surface. In the image forming apparatus shown in FIG. 1, the solid line X in FIG. 1 indicates that the linear pressure of the cleaning blade 17 in pressure contact with the surface of the image carrier having a diameter of 30 mm is 18 g / cm, and the linear velocity on the surface of the image carrier is 114 mm / sec. The A4 size transfer material P is conveyed in a horizontal direction in which the long side is orthogonal to the moving direction of the transfer material. The transfer material P is continuously transferred to the transfer roller 11 and the image carrier. 3 shows the relationship between the amount of wear on the surface of the image carrier and the coefficient of friction on the surface of the image carrier when the paper is passed during 1. The numerical value of the coefficient of friction on the horizontal axis is the value of the coefficient of static friction on the surface of the image carrier when measured by the well-known “Euler belt method”. All values of the coefficient of friction in this specification are based on the Euler belt method.
[0049]
5 that the amount of wear on the surface of the image carrier decreases as the coefficient of static friction on the surface of the image carrier decreases. In the example of FIG. 5, the wear amount of the image carrier surface when the static friction coefficient of the image carrier surface is about 0.5 is about 10 μm, and the static friction coefficient of the image carrier surface is about 0.2 or less. Then, the surface of the image carrier is hardly scraped off.
[0050]
Here, as understood from FIG. 5, if the static friction coefficient on the surface of the image carrier is 0.4 or less, the amount of wear on the surface of the image carrier after the 100,000 sheets is passed is set to 9 9 described above. It can be suppressed to 6 to 7 μm, which is significantly smaller than 10 μm, and if it is 0.3 or less, the wear amount can be suppressed to 3 to 4 μm, and the life of the image carrier can be greatly extended. . When the coefficient of friction on the surface of the image carrier is 0.2 or less, it is possible to further extend the life.
[0051]
However, as described above, when the wear amount of the image carrier surface with time decreases, the discharge products adhering to the surface of the image carrier cannot be removed, or the amount of shaving is reduced, and after development. An abnormal image is generated on the surface of the image carrier. The occurrence of discharge products and the problems associated therewith will be described in the following with reference to the illustrated image forming apparatus.
[0052]
As described above, the charging charger 3 shown in FIG. 1 applies a predetermined charging voltage to the charge wire 4 and charges the surface of the image carrier by discharge at this time. Nitrogen oxide is generated, and the nitrogen oxide is combined with a substance in the air to generate a nitrate compound such as ammonium nitrate, which adheres to the surface of the image carrier as a discharge product. When the image forming operation is finished and the image carrier 1 is stopped, a large amount of discharge products adhere to the surface portion of the image carrier facing the charging charger. In the image forming apparatus shown in FIGS. 2 to 4, the charging roller 20 is used as a charging device. In this case as well, nitrogen oxides are generated and nitric acid compounds adhere to the surface of the image carrier as discharge products. To do. The same applies when a charging device including a charging brush or a charging blade is used. The discharge product may adhere to the image carrier due to the discharge from the transfer roller 11 to which the transfer voltage is applied, and the same applies when a transfer device other than the transfer roller is used.
[0053]
As described above, since the discharge product composed of the nitric acid compound adhering to the surface of the image carrier is water-soluble, it absorbs moisture in the air, dissolves in water, dissociates into ions, and dissociates into ions. Reduce the resistance value. Therefore, when a large amount of such discharge product adheres across the image portion and the background portion on the surface of the image carrier, if it is left unattended, an abnormal image is generated particularly at high humidity.
[0054]
FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining this. In these graphs, the horizontal axis indicates the position of the image carrier surface, and the vertical axis indicates the potential (V) of the image carrier surface. When the discharge product is not attached to the surface of the image carrier, as shown in FIG. 6, the surface potential of the background portion that is not irradiated with the laser light is approximately −900 V, and the surface potential of the image portion that is irradiated with the laser light. Becomes approximately -150V. The developing bias applied to the developing roller 8 is −600V. As shown in FIG. 6, due to the potential difference between the surface potential of the background portion and the image portion on the image carrier and the developing bias, the negatively charged toner does not adhere to the background portion, and is statically moved toward the image portion. It adheres electrically.
[0055]
On the other hand, the surface potential of the image carrier when the discharge product adheres to the surface of the image carrier across the image portion and the background is shown by a solid line in FIG. The broken line in FIG. 7 shows the potential when the discharge product does not adhere, that is, the state of the potential shown in FIG. When the discharge product adheres to the surface of the image carrier, the resistance value of the surface decreases, and as shown by the solid line in FIG. 7, the charge on the background portion flows toward the image portion, and the absolute value of the potential of the image portion is Get higher. For this reason, the difference between the surface potential of the image portion and the developing bias is reduced, the toner image density of the image portion after development is lowered, or a predetermined toner image is not formed. Such an abnormal image is also referred to as image blur, image flow, or white spot.
[0056]
In addition, when the area of the image portion is large with respect to the area of the background portion, the rate at which the absolute value of the surface potential of the background portion decreases is higher than the rate at which the absolute value of the surface potential of the image portion increases, As a result, a streaky toner image (so-called black streaks) may be formed on the background portion of the surface of the image carrier after development. As described above, when a large amount of discharge product adheres to the surface of the image carrier, an abnormal image of white spots or black stripes is formed on the surface of the image carrier, particularly at high humidity.
[0057]
The above-mentioned discharge product is scraped off together with the photosensitive layer when the amount of wear on the surface of the image carrier is large, so that an abnormal image caused by the discharge product can be prevented, and the example shown in FIG. Then, when the amount of wear on the surface of the image carrier is more than about 3 μm, no abnormal image is observed. On the other hand, an abnormal image occurs when the wear amount is 3 μm or less.
[0058]
As described above, in order to extend the life of the image bearing member, it is preferable to suppress the wear of the surface over time. However, in the conventional image forming apparatus, when the amount of wear is too small, the image bearing after development is performed. An abnormal image due to discharge products was generated on the surface of the body, and it was inevitable that the image quality of the image finally formed on the transfer material deteriorated.
[0059]
In the image forming apparatus of this example, in order to satisfy the mutually contradictory requirements as described above, the static friction coefficient of the surface of the image carrier 1 is 0.4 or less, preferably 0.3 or less, particularly preferably 0.2. The discharge generation is set as follows so that the life of the image carrier can be extended and the discharge products attached to the surface of the image carrier 1 in contact with the surface of the image carrier 1 are removed. An object removing member 19 is provided, and thereby, it is possible to prevent a problem that an abnormal image due to a discharge product is formed on the image carrier. By setting the static friction coefficient of the surface of the image carrier to 0.4 or less, particularly 0.2 or less, the wear amount of the surface is reduced to extend the life of the image carrier, and the static friction coefficient of the surface of the image carrier is increased. In this way, the occurrence of an abnormal image that becomes a problem when the discharge voltage is lowered is prevented by providing the discharge product removing member 19.
[0060]
The discharge product removing member 19 can be configured in various modes, and each example will be described below.
[0061]
FIG. 8 is an enlarged sectional view of the discharge product removing member 19 shown in FIGS. 1 to 4, and FIG. 9 is a longitudinal sectional view thereof. The discharge product removing member 19 shown here includes a core shaft 25 made of a highly rigid material such as metal or hard resin, a cylindrical water-containing member 26 concentrically fixed to the outside thereof, and the water-containing member 26. It is comprised from the high water absorption member 27 covered in the state which sealed the circumference | surroundings. The core shaft 25 may be fixed to the image forming apparatus main body, but in this example, the discharge product removing member 19 is rotatably supported by a support body (not shown).
[0062]
The water-containing member 26 is preferably made of a water-containing elastic body, for example, urethane rubber, silicon rubber, ethylene propylene rubber, butadiene rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, butylene rubber, elastomer or other foam, sponge, urethane foam However, the present invention is not limited to this. The elastic water-containing member 26 contains water.
[0063]
Further, the highly water-absorbing member 27 is made of, for example, polyacrylic acid, polymaleic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyacrylic acid soda, or derivatives thereof, or a copolymer polymer thereof. Alternatively, polyalkyl oxides such as polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyacrylamide, polypropylene glycol, glue, gelatin, casein, albumin, alginic acid, sodium alginate, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyvinyl ether, polyvinyl The superabsorbent member 27 can be constituted by methyl cellulose, polyethylene glycol, glucose, xylose, sucrose, maltose, arabinose, α-cyclodextrin, starch, or a copolymer, graft polymer, cross-linked product, or the like. It is not limited to. The highly water-absorbing member 27 is supplied with water from the inner water-containing member 26 to become a gel, has adhesiveness, and maintains appropriate moisture.
[0064]
The discharge product removing member 19 configured as described above rotates the image carrier 1 while the outer peripheral surface of the high water absorption member 27 is in pressure contact with the entire width of the image forming region in the axial direction of the image carrier surface. Follow and rotate. At this time, the highly water-absorbing member 27 has a sheet shape that can be deformed almost freely, which is a gel shape, and the water-containing member 26 on the inside thereof has elasticity. Is pressed against the surface of the image carrier with a certain width N (FIG. 8) in the circumferential direction of the image carrier 1. Instead of the discharge product removing member 19 being driven and rotated by the rotation of the image carrier 1, the discharge product removing member 19 may be configured to be rotationally driven by a driving device (not shown).
[0065]
The fact that the image blur is not generated when the toner image is formed on the image carrier after wiping off the surface of the image carrier to which the discharge product is adhered is also found to be water-soluble. . Therefore, the discharge product on the image carrier can be removed by the discharge product removing member 19 described above as follows.
[0066]
As described above, when the discharge product made of a nitric acid compound attached to the surface of the image carrier by discharge reaches the contact portion between the image carrier 1 and the discharge product removing member 19 as the image carrier 1 rotates. The discharge product comes into contact with moisture contained in the highly water-absorbing member 27 that is gelled by the water supplied from the water-containing member 26, the discharge product dissolves in water, and the discharge product with respect to the surface of the image carrier. Is weakened, and the discharge product is absorbed and held by the superabsorbent member 27.
[0067]
When the discharge product removing member 19 rotates once, a part of the discharge product held as ions in the superabsorbent member 27 exudes to the surface of the image carrier again with water and leaves the discharge product removing member 19. However, even if this is the case, the nitric acid compound has a very high solubility in water and can be dissolved in a large amount in water. Therefore, the discharge product leaving the discharge product removing member 19 is newly added. Along with the discharge product adhering to the surface of the image carrier, it is taken in and held in the superabsorbent member 27 again. In this way, even when the static friction coefficient of the surface of the image carrier is set to 0.4 or less, preferably 0.2 or less, and the wear of the surface is suppressed, the image carrier that has passed through the discharge product removing member 19 The discharge product does not substantially adhere to the surface, or the amount thereof is extremely small, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal images due to the discharge product even at high humidity. By charging the surface of the image carrier after the discharge products have been removed to the extent that no abnormal image occurs, the surface potential of the image carrier after charging becomes uniform and is necessary for the formation of an electrostatic latent image. Thus, a predetermined potential can be ensured, whereby a high quality image can be formed.
[0068]
If the discharge product removing member 19 is formed in a roller shape and is rotated, the efficiency of removing the discharge product on the surface of the image carrier can be increased. It can also be formed. For example, a water-containing member having elasticity is formed in a cubic shape, and a sheet-like superabsorbent member is attached to at least one surface thereof to form a discharge product removing member. The superabsorbent member is formed on the surface of the image carrier. You may make it press-contact.
[0069]
The discharge product removing member described above has a highly water-absorbing member in contact with the surface of the image carrier and a water-containing member containing water to be supplied to the highly water-absorbing member, and these members are assembled together. The superabsorbent member is configured to come into contact with the surface of the image carrier to remove the discharge products attached to the surface.
[0070]
On the other hand, as shown in FIG. 10, a cylindrical porous material 29 having elasticity is fixed to a core shaft 32 made of a rigid body, and the superabsorbent material 30 is made of water into the pores 29 of the porous material. A roller-like discharge product removing member 19 that is held in a swollen state can also be used. For example, the surface of the porous material 29 is coated with a powdery superabsorbent substance so that the superabsorbent substance is filled in the holes 31 of the porous material 29, and the superabsorbent substance is added to the water. The highly water-absorbing substance 30 is held in the holes 31 of the porous material 29 in the swollen state.
[0071]
More specifically, the hole 31 of the porous material 29 has a diameter of about 0.5 mm, for example, and the hole 31 has a powdery high particle diameter of, for example, about 0.1 μm to 0.5 μm. The water absorbing material 30 is held in a state swollen with water. In the example shown in FIG. 10, the superabsorbent material 30 is held only in the numerous holes 31 exposed on the surface of the porous material 29, but the superabsorbent material is also retained in the pores inside the porous material 29. 30 may be filled. Further, the superabsorbent material may or may not adhere to the outer peripheral surface portion 33 other than the holes 31 exposed on the surface of the porous material 29. In this way, the surface of the discharge product removing member 19 on the side where the superabsorbent material 30 is held is brought into contact with the surface of the image carrier.
[0072]
The porous material 29 may be hydrophobic or hydrophilic, but the porous material 29 of this example is made of an elastic material having hydrophilicity. When the porous material 29 has elasticity, it is possible to prevent the surface from being damaged when it comes into contact with the surface of the image carrier.
[0073]
The discharge product removing member 19 shown in FIG. 10 is also rotatably supported by a support (not shown), and the discharge product removing member 19 is rotated by the rotation of the image carrier 1 or is driven. It is preferable to drive by rotation. The porous material 29 can be made of the same material as the above-mentioned water-containing member 26, and the highly water-absorbing substance 30 can also be made of the same material as the above-mentioned highly water-absorbing member 27.
[0074]
A discharge product made of a nitric acid compound adhering to the surface of the image carrier due to the discharge is brought into contact with the pressure contact portion between the image carrier 1 and the discharge product removing member 19 shown in FIG. 10 as the image carrier 1 rotates. When reaching the side, the discharge product is transferred from the surface of the image carrier to the superabsorbent material 30 swollen with water, and is retained in the superabsorbent material 30. The superabsorbent 30 absorbs a large amount of water and swells, but does not dissolve in water, and spouts or sucks water depending on the pressing force on the surface of the image carrier and the humidity of the atmosphere. The so-called breathing is performed, the water-soluble discharge product is dissolved in the discharged water, and the aqueous solution of the discharge product is absorbed. The discharge product is taken in and held in the superabsorbent material 30.
[0075]
Also in this case, even if a part of the discharge product held as ions in the superabsorbent material 30 oozes again on the surface of the image carrier together with water, it may leave the discharge product removing member 19. Since the nitric acid compound has a very high solubility in water, the nitric acid compound is again taken into the superabsorbent 30 together with the discharge product newly attached to the surface of the image bearing member and retained. In this way, the surface of the image carrier that has passed through the discharge product removing member 19 is not substantially attached with the discharge product or the amount thereof is extremely small. It is possible to prevent a problem that an image blur caused by an object occurs.
[0076]
Further, since the porous material 29 shown in FIG. 10 is hydrophilic, the same hydrophilic superabsorbent material 30 and the porous material 29 are likely to adhere to each other. The function held in the hole 31 is enhanced. It is possible to improve the retention of the highly water-absorbing substance 30 with respect to the porous material 29.
[0077]
Furthermore, since the surface of the image carrier made of the photosensitive member is hydrophobic, and the porous material 29 and the highly water-absorbing substance 30 that are in pressure contact with each other are hydrophilic, the adhesion between them is weak and the water-absorbing property is high. It becomes difficult for the substance 30 to move to the surface of the image carrier, and the superabsorbent substance 30 can be held in the porous material 29 for a long period of time. In addition, even if a slight amount of the superabsorbent material 30 adheres to the surface of the image carrier, the adhesion between the superabsorbent material 30 and the surface of the image carrier is weak, so that the cleaning member of the cleaning device 14 is shown in FIG. In the example, the superabsorbent substance adhering to the surface of the image carrier can be removed by the cleaning blade 17 with a weak force that does not damage the surface.
[0078]
When the discharge product removing member 19 shown in FIG. 10 is used, the discharge product removing member 19 supplies the discharge product adhering to the surface of the image carrier almost simultaneously with the supply of water. Is absorbed into the highly water-absorbing substance 30, so that the problem that the characteristics of the surface of the image carrier after the discharge product is removed becomes non-uniform.
[0079]
As described above, the discharge product removing member 19 shown in FIG. 10 is composed of a member in which a highly water-absorbing substance is held in a porous material hole in a swollen state with water. The member 19 can also be formed in an appropriate form other than the roller shape.
[0080]
In the example shown in FIGS. 8 to 10, water is supplied to the discharge product by the discharge product removing member 19 that is in contact with the surface of the image carrier, and an aqueous solution of the discharge product is sucked to the surface of the image carrier. The discharge product attached is configured to be removed, and the discharge product removing member 19 is configured to be able to hold the discharge product dissolved in water and ionized. A discharge product removing member can also be employed. In that case, it is preferable that the discharge product removing member contains water at least on the surface side in contact with the image carrier.
[0081]
The discharge product removing member has a polar adsorbent that adsorbs the discharge product attached to the surface of the image carrier, and an agent carrier that carries the polar adsorbent. It is also possible to remove the discharge products adhering to the surface of the image carrier by contacting the surface of the image carrier with a static friction coefficient of 0.4 or less or 0.2 or less. FIG. 11 is a cross-sectional view similar to FIG. 8 showing an example thereof, and FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of the discharge product removing member 19 shown in FIG. Note that reference numeral 43 in FIG. 11 indicates a hopper, and reference numeral 50A indicates a polar adsorbent contained in the hopper 43 (the same applies to FIGS. 13 and 15 to 17), which will be described in detail later. To do.
[0082]
The discharge product removing member 19 shown in FIGS. 11 and 12 has a roller-shaped agent carrier 34 carrying a polar adsorbent, and the agent carrier 34 includes a core shaft 35 made of a rigid body such as metal. The cylindrical elastic body 36 is concentrically fixed to the outside thereof, and each end portion in the longitudinal direction of the core shaft 35 is supported by a support body (not shown). A polar adsorbent is supported on the elastic body 36 of the agent carrier 34, and the outer peripheral surface of the elastic body 36 contacts the surface of the image carrier. The polar adsorbent is used to remove the discharge product from the surface of the image carrier by adhering to the surface of the image carrier to be in a polar molecular state or electrostatically adsorbing the ionized discharge product dissolved in water. Make. In the example shown in FIGS. 11 and 12, such a polar adsorbent is fixedly carried on the elastic body 36 of the agent carrier 34.
[0083]
As the polar adsorbent, zeolite, silica-alumina-based adsorbent, silica gel, alumina gel, activated alumina, activated clay and the like can be used, but it is preferable to use zeolite.
[0084]
Hereinafter, the action of removing the discharge products attached to the surface of the image carrier using the polar adsorbent composed of zeolite will be described.
[0085]
In general, zeolite crystals contain water molecules and exchangeable cations in a large cavity of a condensed anion having a three-dimensional framework structure of aluminosilicate. It has a variety of structures depending on the type and number of cations. Therefore, the properties of zeolite include molecular sieving action (molecular sieving action) due to the ring-shaped cavity due to oxygen in the crystal, reversible ion exchange action (ion exchange action), and molecular sieving action and cation action. It exhibits the action of adsorbing and separating dipoles, quadrupoles, unsaturated bonds, and highly polarizable substances according to the shape and size of the molecule (adsorption separation action). In addition, the substance can move in the electron potential energy field in the cavity constituting the crystal (intracavity diffusion). Even the 3A-type zeolite (the cavity diameter of about 3 mm) with the smallest cavity diameter in the crystal has a drying action by adsorbing moisture (drying action) and also adsorbs ammonia, hydrogen, methanol, etc. . Molecular sieve (trade name), which is a kind of zeolite, has a cation in the crystal, and thus has a stronger affinity for polar molecules due to electrostatic attraction with this cation than activated alumina or silica gel (ion affinity). Sexual effects). Furthermore, it also exhibits catalytic action that causes various chemical reactions (catalytic action).
[0086]
The zeolite having the general performance as described above is supported on the agent carrier, and this is brought into contact with the surface of the image carrier, whereby the discharge product that is the causative substance of the image flow can be effectively removed.
[0087]
The reason why zeolite has an effect on the removal of the causative substance of the image flow is unknown, but it is considered as follows.
[0088]
Ammonium nitrate that has absorbed moisture in the air is ionized (this ionization causes a reduction in the resistance of the surface of the image carrier and causes image flow). When the zeolite supported on the agent carrier comes into contact with ammonium nitrate ionized with moisture, ammonium cations are adsorbed on the zeolite due to the ion exchange action, adsorption separation action, diffusion in the cavity, etc., and the remaining nitrate ions are mixed with the nitrate. It becomes. However, nitric acid is dehydrated by the drying action of the zeolite. The dehydrated nitric acid has the property of decomposing by light and heat, and eventually decomposes into nitrogen dioxide and is scattered in the air, or the nitric acid containing moisture is adsorbed on the zeolite support. It is done. In any case, ammonium nitrate is removed by the combined action of the zeolite in contact with the zeolite, and the discharge product that is the causative substance of the image stream is removed from the surface of the image carrier.
[0089]
Nonpolar adsorbents such as activated carbon also have the ability to absorb molecules, but such nonpolar adsorbents cannot adsorb discharge products electrostatically and are suitable for the adsorption of discharge products. Not. By contacting a discharge product removing member, in which a polar adsorbent such as zeolite is supported on an agent carrier, with the surface of the image carrier, the discharge product is efficiently adsorbed, and the discharge product is adsorbed on the surface of the image carrier. Can be effectively removed.
[0090]
Zeolite having the above-described properties is fixedly supported on the peripheral surface of the elastic body 36 shown in FIGS. 11 and 12, and this is brought into contact with the surface of the image carrier, whereby discharge products are discharged from the surface of the image carrier. It can be removed efficiently. For this reason, in order to achieve a long life of the image carrier 1, the friction coefficient of the surface is greatly reduced to 0.4 or less or 0.2 or less, and the amount of wear on the surface is reduced. A high-quality toner image having no abnormal image can be formed on the image carrier. In addition, since it is not necessary to use water for removing the discharge products, the characteristics of the image carrier surface after removal of the discharge products can be made more uniform.
[0091]
As shown in FIGS. 11 and 12, when the agent carrier 34 has an elastic body 36 that carries a polar adsorbent and contacts the surface of the image carrier, the elastic body 36 is image-bearing. Since it can abut against the surface of the body with a certain width N1 in the circumferential direction, the agent carrier 34 abuts on the surface of the image carrier uniformly and over a wide area, and the discharge generated adheres to the surface of the image carrier Objects can be removed uniformly. The elastic body 36 is made of, for example, a soft elastic material such as rubber, soft resin, or a foam thereof, for example, polyurethane foam.
[0092]
Further, as shown in FIG. 13, a surface layer 37 is wound around and fixed to the outer peripheral surface of the elastic body 36 of the agent carrier shown in FIGS. 11 and 12, and the surface of the surface layer 37 has a polarity made of, for example, zeolite. The adsorbent can be fixedly carried and the surface of the surface layer 37 can be brought into contact with the surface of the image carrier. As the surface layer 37, an appropriate sheet material such as rubber, paper, cloth, or resin sheet can be used, and a polar adsorbent is fixedly supported on the surface thereof. FIG. 14 is an enlarged explanatory view showing a state in which paper is used as the surface layer 37 and the crystallized zeolite 50 is fixed to the cellulose fiber 38 of the paper.
[0093]
As described above, the agent carrier 34 of the discharge product removing member 19 includes the elastic body 36 and the surface layer 37 that is attached to the elastic body 36 and contacts the surface of the image carrier, and the surface layer 37 has a polarity. When the adsorbent is fixed and supported, when the surface layer 37 supporting the polar adsorbent deteriorates in addition to the effects exhibited by the discharge product removing member shown in FIGS. Simply removing 37 from the elastic body 36 and winding the new surface layer 37 around the elastic body 36 that has been used so far, this can be used again as the discharge product removing member 19. The core shaft 32 and the elastic body 36 can be used many times over a long period of time, and the amount of waste can be reduced.
[0094]
Further, as shown in FIG. 15, an agent carrier 34 having a brush 39 made of a large number of fibers on which a polar adsorbent made of zeolite, for example, is fixed and carried is used, and the brush 39 is applied to the surface of the image carrier 1. It can also be configured to contact. For example, the crystallized zeolite can be fixed to the fibers of each brush 39 in the same manner as shown in FIG. When the brush 39 is brought into contact with the surface of the image carrier in this way, the frictional force acting on the brush 39 and the surface of the image carrier can be reduced, and the load on the image carrier can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the electric power required for the rotation of the image carrier 1 and to prevent the rotation of the image carrier, and to prevent the occurrence of streaky density unevenness in the toner image on the image carrier. it can.
[0095]
Further, as shown in FIG. 16, the agent carrier 34 is formed in an endless belt wound around a plurality of rollers 40, and a polar adsorbent is fixed to the surface of the endless belt-like agent carrier 34. It can also be configured so that the surface of the agent carrier 34 is in contact with the surface of the image carrier 1. When the discharge product removing member 19 having such an agent carrier 34 is used, the agent carrier 34 uniformly abuts on the surface of the image carrier, and the contact area between the discharge product removal member 19 and the image carrier surface. Therefore, the discharge products on the surface of the image carrier can be more uniformly and effectively removed.
[0096]
Although the discharge product removing member 19 shown in FIGS. 11 to 13, 15 and 16 can be fixed to be non-rotatable, the discharge product removing member 19 is in contact with the surface of the image carrier. When configured as a rotating body that rotates, the entire circumference of the discharge product removing member 19 can be used in contact with the surface of the image carrier, thereby extending its life.
[0097]
At that time, the discharge product removing member 19 is supported so that the discharge product removing member 19 can freely rotate, and the discharge product removing member 19 can be rotated in the direction of the arrow following the rotation of the image carrier. With this configuration, the driving device for the discharge product removing member 19 can be omitted, and the cost of the image forming apparatus can be reduced.
[0098]
The discharge product removing member 19 can be rotationally driven by a driving device (not shown). At this time, the surface linear velocity of the discharge product removing member 19 and the surface linear velocity of the image carrier 1 are different from each other. With this configuration, the rubbing action between the surface of the image carrier and the discharge product removing member 19 can be enhanced, and the discharge product attached to the surface of the image carrier can be more efficiently removed.
[0099]
Further, as shown in FIG. 17, the agent carrier 34 of the discharge product removal member 19 is formed in a sheet shape, and a polar adsorbent such as zeolite is fixedly supported on the surface of the sheet agent carrier 34. After the agent carrier 34 is wound around the supply roller 41, the surface of the sheet-like agent carrier 34 fed from the supply roller 41 is brought into contact with the surface of the image carrier 1, and the discharge products are removed. Alternatively, the agent carrier 34 may be wound around the winding roller 42. In this way, when the agent carrier 34 is formed into a rollable sheet, the sheet-like agent carrier 34 stained with toner is wound around the take-up roller 42 by rotating the take-up roller 42. Therefore, the discharge product removing function of the discharge product removing member 19 can always be kept high.
[0100]
In the example described above, the polar adsorbent is fixed to the agent carrier and the polar adsorbent is carried on the agent carrier. However, the polar adsorbent is in the form of particles of the polar adsorbent, particularly in powder form. The polar adsorbent can be deposited on the image carrier. For example, as shown in FIGS. 11, 13, 15, 16, and 17, a powdery polar adsorbent 50 </ b> A is accommodated in a hopper 43 provided above the discharge product removing member 19 to remove the discharge product. While moving the member 19 in the direction of the arrow, the polar adsorbent 50A is supplied onto the agent carrier 34 from the hopper 43 by an appropriate amount. The agent carrier 34 of the discharge product removing member 19 carries a powdery polar adsorbent, rotates while contacting the surface of the image carrier, and applies the polar adsorbent to the surface of the image carrier 1. Thus, the discharge product on the surface of the image carrier can be removed.
[0101]
Alternatively, an adsorbent block (not shown) in which a polar adsorbent is formed in a lump shape is brought into pressure contact with the rotating agent carrier 34, and the polar adsorbent is scraped from the adsorbent block, and the scraped powdery polar adsorbent is removed. The agent may be supported on the agent carrier 34 and applied to the surface of the image carrier.
[0102]
According to the above configuration, since the powdery polar adsorbent is supplied to the surface of the image carrier, the discharge products adhering to the surface of the image carrier can be efficiently removed. In this configuration, since it is not necessary to fix the polar adsorbent on the surface of the agent carrier 34, these configurations are advantageous when using a polar adsorbent that is difficult to fix to the agent carrier. Can be adopted. Of course, it is also possible to fix the polar adsorbent to the agent carrier 34 and to carry the powdery polar adsorbent on the agent carrier.
[0103]
The form of the agent carrier is not limited to the example described above. For example, the polar adsorbent may be carried on paper, cloth, felt, plastic, rubber, etc., and formed into a plate shape, stick shape, or the like. it can.
[0104]
As described above, as the polar adsorbent for adsorbing the discharge product, at least one of zeolite, silica-alumina-based adsorbent, silica gel, alumina gel, activated alumina, and activated clay can be used. Can electrostatically adsorb the discharge product in the cavity, and the removal effect can be enhanced. There are 8 types of oxygen rings in the molecular structure of zeolite: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 18 and any oxygen ring zeolite can be used, but the oxygen ring is a 6-membered or more ring In particular, when it is an 8-membered ring or more, since the inlet diameter of the cavity is large, the discharge product can be adsorbed effectively.
[0105]
In addition, when an amorphous silicon photoconductor is used as the image carrier, the surface has a high hardness, so that the life of the image carrier is greatly increased, and the discharge product adhering to the surface of the image carrier is removed by the polar adsorbent. Thus, the occurrence of abnormal images can be prevented.
[0106]
The position where the discharge product removing member 19 described above is brought into contact with the surface of the image carrier can be set as appropriate. However, as shown in FIGS. When the discharge product removing member 19 is brought into contact with the surface portion of the image carrier downstream of the cleaning device 14, the surface of the image carrier immediately after the discharge product is removed can be charged. It is possible to more reliably prevent a problem that the potential shortage on the surface of the image carrier occurs.
[0107]
Further, the discharge product removing member 19 may be always brought into contact with the surface of the image carrier, but may be supported so as to be able to come into contact with and separate from the surface of the image carrier. At this time, for example, while rotating the image carrier 1 during non-image formation, the discharge product removal member 19 is brought into contact with the surface of the image carrier to remove the discharge product. During image formation, the discharge product removal member It can also be configured such that 19 is separated from the surface of the image carrier. At this time, it is preferable that the discharge product removing member 19 is brought into contact with the surface of the image carrier, the image carrier is rotated at least once, and the discharge product removal operation is performed over the entire circumference of the image carrier 1. .
[0108]
There are two main methods for removing the reaction product generated by the discharge: a method in which the reaction product is not attached to the surface of the image carrier, and a method of removing the discharge product once attached to the surface of the image carrier. However, as described above, the latter method is employed in the image forming apparatus of this example.
[0109]
As a device for removing discharge products adhering to the surface of the image carrier, a water application member that contacts the surface of the image carrier, and a water removal member that removes water applied to the image carrier surface by the water application member, However, since this device requires two members, the configuration of the device is complicated and the cost thereof is unavoidable. On the other hand, when the discharge product removing member 19 of each example described above is used, it becomes possible to remove the discharge product on the image carrier with only one member, the configuration can be simplified, and the cost thereof can be reduced. Can be reduced.
[0110]
On the other hand, in order to set the static friction coefficient on the surface of the image carrier to 0.4 or less, or 0.2 or less, an appropriate configuration can be adopted. For example, the smoothness of the surface of the image carrier can be enhanced by uniformly dispersing the low friction particles on the image carrier itself. Specifically, for example, fluorine particles are dispersed in the photosensitive layer of the image carrier 1. According to such a configuration, it is possible to set the static friction coefficient of the surface of the image carrier to 0.4 or less or 0.2 or less without complicating the structure of the image forming apparatus.
[0111]
In the image forming apparatus shown in FIGS. 1 and 2, a lubricant composed of, for example, fluorine-based particles (for example, trade name: Lubron) or zinc stearate particles is mixed in the developer D of the developing device 6. The lubricant can be applied to the surface of the image bearing member so that the static friction coefficient of the surface can be 0.4 or less, or 0.2 or less. According to this configuration, since the application unit that applies the lubricant to the surface of the image carrier can be configured using the developing device, it is possible to prevent the structure of the image forming apparatus from becoming complicated.
[0112]
Further, as shown in FIG. 3, a lubricant in which a lubricant is formed in a lump on a cleaning brush (fur brush) 21 that rotates while contacting the surface of the image carrier to remove residual toner on the surface of the image carrier. The block 22 is pressed, and the lubricant is scraped off from the solid lubricant block 22 by the rotation of the cleaning brush 21 and applied to the surface of the image carrier, and the static friction coefficient of the surface is 0.4 or less, or It can also be made 0.2 or less. As the lubricant in this case, for example, a fluorine-based lubricant such as PTFE can be used. In this example, the lubricant block 22 and the cleaning brush 21 constitute application means for applying the lubricant to the surface of the image carrier.
[0113]
Further, in the image forming apparatus shown in FIG. 4, the application member 24 composed of a rotating brush is brought into contact with the surface of the image carrier, and the lubricant block 23 is pressed against the application member 24, so that the application member 24 The lubricant may be scraped off from the lubricant block 23 by rotation and applied to the surface of the image carrier, and the static friction coefficient of the surface may be lowered to 0.4 or less, or 0.2 or less. The rotation direction of the cleaning brush 21 and the application member 24 may be clockwise or counterclockwise.
[0114]
As described above, when the application means for applying the lubricant from the outside to the surface of the image carrier is used, it becomes easy to control the static coefficient of friction of the surface of the image carrier to a desired value. As described above, a configuration in which the low friction particles are dispersed in the entire image carrier can be used in combination.
[0115]
Further, in each configuration described above, when the contact surface of the surface of the image carrier 1 with respect to water is set to 90 ° or more and the surface energy of the surface of the image carrier is reduced, the discharge product hardly adheres to the surface, The discharge product removal member 19 can efficiently remove the discharge product.
[0116]
As described above, the value of the coefficient of static friction on the surface of the image carrier is a method referred to as the Euler belt type shown in FIG. 18 (refer to the Japan Society of Mechanical Engineers, Mechanical Engineering Handbook, A3 Mechanics / Mechanical Mechanics, page 35 (1986)). It is a value measured and calculated by. Briefly, a support base 132 is fixed on a base 131, and an image carrier 1 made of a drum-shaped photosensitive member is fixedly supported on the support base 132. On the peripheral surface of the image carrier 1, a paper tape of 30 mm in width (TYPE 6200 paper manufactured by Ricoh Co., Ltd.) 133 is applied over an angle range of 90 °, and 0.98 N (100 g weight) is applied to one end thereof. The weight 137 is attached, and the other end is hooked on the hook 135 of the force gauge 134. Here, the force gauge 134 is pulled slowly in the direction of the arrow C, and the value F (N) of the force gauge when the paper tape 133 starts moving by sliding on the peripheral surface of the image carrier 1 is read, and μ = (2 / The static friction coefficient μ is calculated from π) × ln (F / W). F is the read load (N), W is the weight of the weight (N), and π is the circumference.
[0117]
Further, the present invention exposes the surface of the charged image carrier, and a portion where the absolute value of the surface potential is reduced is a background portion, and a portion where the absolute value is maintained high is an electrostatic latent image. An image forming apparatus that forms a toner image by attaching toner to the toner image, or a toner image on an image carrier is temporarily transferred to a transfer material made of an intermediate transfer member, and the toner image on the intermediate transfer member is finally transferred. The present invention can be widely applied to an image forming apparatus that transfers onto a recording medium that is a material.
[0118]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when configured to extend the life of the image carrier, it is possible to prevent the occurrence of abnormal images due to the discharge products formed on the surface of the image carrier.
[0120]
In particular, according to the twentieth aspect of the present invention, it is possible to make it difficult to attach the discharge product to the surface of the image carrier, and it is possible to easily remove the attached discharge product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing still another example of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a partial cross-sectional schematic diagram showing still another example of the image forming apparatus.
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the static friction coefficient on the surface of the image carrier and the amount of wear.
FIG. 6 is a diagram illustrating the potential on the surface of the image carrier.
FIG. 7 is a diagram illustrating the reason why an abnormal image is formed on the surface of the image carrier.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a discharge product removing member.
9 is a longitudinal sectional view of FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the discharge product removing member.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another example of the discharge product removing member.
12 is a longitudinal sectional view of the discharge product removing member shown in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing still another example of the discharge product removing member.
FIG. 14 is an explanatory view showing zeolite fixed to cellulose fibers.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing still another example of a discharge product removing member.
FIG. 16 is a view showing still another example of the discharge product removing member.
FIG. 17 is a view showing still another example of the discharge product removing member.
FIG. 18 is a diagram for explaining a method for measuring a coefficient of friction on the surface of an image carrier by an Euler belt type measurement method.
[Explanation of symbols]
1 Image carrier
6 Development device
14 Cleaning device
28 Product removal member
29 Porous material
30 Superabsorbent
31 holes
34 Agent carrier
36 Elastic body
37 Surface
39 brush
40 Laura
50 Zeolite
50A polar adsorbent
P transfer material

Claims

In a discharge product removal method for removing discharge products attached to an image carrier of an image forming apparatus, a discharge comprising a member in which a highly water-absorbing substance is held in a state of being swollen with water in pores of a porous material. The product removal member is brought into contact with the surface of the image carrier, and water is supplied to the discharge product by the discharge product removal member, and the discharge product adhered to the image carrier by sucking the aqueous solution of the discharge product is removed. A discharge product removing method comprising removing the discharge product.

In an image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier to a transfer material, the image forming apparatus has a discharge product removal member for removing discharge products attached to the image carrier, and the discharge product removal member is porous. In the pores of the material, a high water-absorbing substance is formed of a member held in a swollen state with water. The discharge product removing member supplies water to the discharge product, and an aqueous solution of the discharge product. An image forming apparatus configured to suck and remove discharge products.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the discharge product removing member contains water at least on a surface side in contact with the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the discharge product removing member is configured to hold a discharge product that is dissolved in water and ionized.

5. The coefficient of static friction on the surface of the image bearing member is set to 0.4 or less as measured by an Euler belt method (paper tape having a width of 30 mm (TYPE 6200 paper manufactured by Ricoh Co., Ltd., using vertical eyes)). An image forming apparatus according to claim 1.

5. The coefficient of static friction on the surface of the image bearing member is set to 0.2 or less as measured by an Euler belt method [paper tape with a width of 30 mm (type 6200 paper manufactured by Ricoh Co., Ltd., using vertical eyes)]. An image forming apparatus according to claim 1.

In an image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier to a transfer material, the surface of the image carrier is measured by an Euler belt method (paper tape with a width of 30 mm (typical paper TYPE 6200 manufactured by Ricoh Co., Ltd.)). A static friction coefficient is set to 0.4 or less, and a discharge product removal member that contacts the surface of the image carrier and removes a discharge product attached to the image carrier is provided, and the discharge product removal member includes: An image forming apparatus comprising: a polar adsorbent that adsorbs a discharge product attached to an image carrier; and an agent carrier that carries the polar adsorbent.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the polar adsorbent is fixed to an agent carrier.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the agent carrier carries particles of a polar adsorbent.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the agent carrier has an elastic body that carries a polar adsorbent and contacts the surface of the image carrier.

The said agent carrier has an elastic body and a surface layer attached to the elastic body and in contact with the surface of the image carrier, and a polar adsorbent is supported on the surface layer. The image forming apparatus described.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the agent carrier has a brush that carries a polar adsorbent and contacts the surface of the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the agent carrier has a polar adsorbent and is formed in an endless belt shape that is wound around a plurality of rollers and contacts the surface of the image carrier. apparatus.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the agent carrier is formed in a rollable sheet shape.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the polar adsorbent comprises at least one of zeolite, silica-alumina-based adsorbent, silica gel, alumina gel, activated alumina, and activated clay.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the polar adsorbent is made of zeolite, and an oxygen ring of a molecular structure of the zeolite is a 6-membered ring or more.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein low-friction particles are dispersed in the image carrier itself.

The image forming apparatus according to claim 17, wherein fluorine-based particles are dispersed in the photosensitive layer of the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 2, further comprising an application unit that applies a lubricant to a surface of the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein a contact angle of the surface of the image carrier with respect to water is 90 ° or more.

An image carrier, a charging device that charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the charged image carrier, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image. A developing device; a transfer device that transfers the toner image to a transfer material; and a cleaning device that removes toner adhering to the surface of the image carrier that has passed the transfer position where the toner image is transferred. 21. The method according to claim 2, further comprising: a cleaning member that contacts an image carrier surface portion upstream of the charging device and downstream of the transfer device with respect to a moving direction of the image carrier surface. Image forming apparatus.